压水堆稳态热工设计.docx

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1、压水堆稳态热工设计课程设计报告一、课程设计任务各类型的反应堆有其不同的特点，即使同为压水堆型，也因其用途不同而在设计指导思想和反应堆性能要求上有所不同。热工设计的主要任务是：合理的设计各项参数，使得核动力装置发出的电功率满足要求，保证一、二回路的协调以及热工与堆物理、结构和燃料元件设计的平衡，确保反应堆在各种工况下的整定值等。对于稳态热工设计，计算主要内容可分为一下几点：（1）求得体现反应堆安全的各项参数：最小烧毁比、燃料元件最高温度等；（2）求得体现反应堆先进性的一些参数：堆芯功率密度、最大热流密度等；（3）求得为其他设计部门所需要的参数：燃料芯块的平均温度、总压降、温度场等。

2、二、计算模型当前反应堆热工设计中一般选用子通道模型，由于其比较复杂，而且需要的计算资源较多，所以在本课设中采用了简化和改进后的单通道模型。单通道的主要特点如下：（1）它把“平均管”和“热管”看作是孤立的、封闭的，在整个堆芯高度上与相邻通道之间没有冷却剂的动量、质量和热量的交换。为了减小误差，引入了交混效应的焓升工程热管因子。（2）它假定，在平均管和热管中只包含一根燃料元件，忽略燃料元件内热流密度的径向变化，只考虑轴向变化。离散后热流密度随高度的变化可以写成线性函数的形式。三、设计准则（1）烧毁准则：在一、二类工况下最小DNBR应大于1.3，在一类工况的额定功率下，为了留有一定的裕

3、度，最小DNBR应大于1.8.（2）熔化准则：在预计的超功率工况下，UO2最高中心温度应低于2650℃（已考虑辐照使熔点下降的因素）。（3）在额定功率下，为了留有一定的裕度，UO2最高中心温度应低于2300℃。四、给定的参数和条件1.设计任务书要求10/10压水堆稳态热工设计这项数据包括：堆芯电功率和堆型，以及一个参考堆型1.选定参数这一项数据，包括了用“单通道模型”进行压水堆稳态设计的几乎全部数据，整个课设也是基于这些数据进行的，具体见指导书。2.参考数据主要为堆型平均热流密度，它对初始时，堆芯组件类型和具体的排列方式的确定起到至关重要的作用。一、计算流程1.Point节点类的

4、构建在进行计算时，将轴向高度进行了离散处理，分成了若干段，我们可以设置一个类，这个类中包含了“某一个节点”中的所有参数和计算时所需要的所有函数，具体如下表所示：Point类参数函数intbiaozhi;doubleh_fm;doublet_fm;doublet_cs;doublet_zr;doublet_ci;doublet_u;doublet_o;doublex_z;doublex_e;doublerou;doublep_f;doublep_d;doublep_z;voidqiu_h_fm(…);voidqiu_t_fm(…);voidqiu_t_cs(…);voidqiu_t

5、_zr(…);voidqiu_t_ci(…);voidqiu_t_u(…);voidqiu_t_o(…);voidqiu_x_z_rou(…);voidqiu_p_f(…);voidqiu_p_z(…);voidqiu_p_d(…);在这个类的基础上，我们就可以构建一个类的数组，用这个数组进行循环计算，便10/10压水堆稳态热工设计可以得到各步所需要的参数了。1.计算流程图（1）总流程图（2）堆芯形状计算流程图10/10压水堆稳态热工设计（1）平均管计算流程图注：加速压降p_a，出入口压降p_in，p_ex是不需要进行循环计算的，只需要单独设立一个求解函数即可。10/10压水堆稳

6、态热工设计（1）热管计算流程图一、程序开发描述本程序是用C++语言进行编写的，利用了它典型的面向对象的编程思想，将一个个离散的节点抽象为类，然后再基于这个节点类进行计算。本程序分为三个头文件：can_shu.h，can_shu_2.h，point.h；还有两个源文件，分别为：han_shu.cpp，main.cpp。其中han_shu.cpp主要是为了实现point.h中point类中的各个函数，main.cpp主要用来完成各种的循环计算，can_shu.h为han_shu.cpp提供参数，can_shu_2.h为main.cpp提供参数；另外，两个源文件中都要用到的参数，通过在

7、一个源文件中定义并用extern声明，在另一个源文件中赋值的方法来避免重复定义的错误。编写时用到的软件是MicrosoftVisualC++6.0，系统为WindowsXP。初始参数（L，工况，计算条件）的输入直接从cmd.exe输入，输出文件为“课程设计.xls”，默认在C：目录下。10/10压水堆稳态热工设计一、计算结果和综合评估1.正常工况下，17*17组件计算结果（1）总压强图（2）芯块中心最高温度图（3）平均线功率密度图（4）最小DNBR（W-3）图10/10压水堆稳