反应堆工程CPIManu

《反应堆工程CPIManu》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第三章核反应堆水力计算水力计算的任务堆内的释热，通常是由流动的冷却剂带出堆外的。堆芯的输热能力与冷却剂的流动特性密切相关。因此，在反应堆热工分析中，不仅要弄清楚堆内的热源分布和传热特性，而且也要弄清楚与堆内冷却流动剂有关的流体力学方面的问题。水力分析的任务：(1)计算冷却剂的流动压降，以便确定：堆芯各冷却剂通道内的流量及其分布。合理的堆芯冷却剂流量和合理的一回路管道、部件的尺寸以及冷却剂循环泵所需要的功率。(2)定出自然循环输热能力(3)寻求改善或消除流动不稳定性的方法本章的内容单相流体的流动压降两相流体的流动压降临界流流

2、动不稳定性反应堆冷却剂系统压降与流量计算Δp=p1-p2=Δpel+Δpa+Δpf+Δpcp1与p2流体在通道截面1与2处的静压力；Δpel提升压降；Δpa加速压降；Δpf摩擦压降；Δpc形阻压降，或局部压降。3.1单相流体的流动压降3.1.1提升压降◘单相流体流经非水平通道时的提升压降可用下式表示：式中，为通道轴线与水平面间的夹角。上式积分后可得：3.1.2加速压降◘它是由于流通截面发生变化或流体密度发生变化时引起流速变化，从而使静压也随之变化。◘流速增大，静压减小；流速减小，静压增大。◘加速压降可用下式

3、表示，即：等截面稳态流动时v=G为常数，上式积分得：等密度稳态流动时，上式积分得：3.1.3沿程摩擦压降计算单相流的沿程摩擦压降，普遍采用达西（Darcy）公式，即：式中，Δpf——摩擦压降，Pa；f——达西-韦斯巴赫（Darcy-Weisbach）摩擦系数，无因次；L——通道长度，m；De——通道的当量直径，m；——流体的密度，kg/m3；v——流体的速度，m/s。3.1.3.1等温流动的摩擦系数(a)圆形通道流态不同，摩擦系数的计算公式也不同，而流态可用雷诺数Re来判别。对于圆形或矩形通道，一般认为：Re<2320：层流区

4、；2320104：湍流区。湍流区:层流区:棒束工程应用公式f按圆形通道公式计算的摩擦系数,a,b――实验常数对于正方形排列：对于三角形排列：(b)棒束通道3.1.4局部压降（形阻压降）一般只能由实验确定提升压降和沿程摩擦压降均可忽略局部压降的计算公式形式为：k称为局部损失系数。(a)截面突然扩大式中，ke=[1-(A1/A2)]2为截面突然扩大的形阻系数由于A1

5、面突然缩小式中，v2缩口下游流体的速度，是个无因次经验系数，一般取0.40.5；kc截面突然缩小的形阻系数。截面突然缩小的压降为：由于A2

6、应堆中的两相过程◘在BWR正常运行时，堆芯内的冷却剂是含汽的；◘PWR虽然在正常运行时堆的出口是不含汽的，但堆芯内最热通道却允许饱和沸腾，其含汽量可达8％；◘尤其在事故情况下，堆芯内冷却剂不仅可能含汽，而且可能变为过热蒸汽；◘严重事故；◘3.2.1.1两相流动概念与参数(a)两相流动通道A表示流道横截面，其中，汽相占有的流道截面为Ag，液相为Af。且有A=Ag+Af。(b)质量流量W与质量流速G单位时间内流过任一截面的两相混合物的质量称为两相流体质量流量W（kg/s）。流道单位截面通过的质量流量称为质量流速或质量流密度G[k

7、g/(m2s)](c)含气（汽）率含汽率是质量含汽率的简称，又称为两相混合物的干度（Quality）。它表示汽液混合物的总质量流量中汽相流量所占的份额x。从热力学平衡与否角度来分热力学平衡含汽率（简称平衡含汽率）xe。上式中，h为两相混合物的焓，hf为液相焓，hfg=hgs–hfs为气液两相饱和焓差，即汽化潜热。平衡含气率xe的取值可以小于0，也可以大于1或在0与1之间。它们分别对应于欠热、过热及饱和状态。（d）空泡份额（截面含汽率或体积含汽率）空泡份额（VoidFraction）是：流动系统中，气相占据整个两相混合物的相对体

8、积，或，汽相截面积Ag所占通道截面积A的份额。(d)滑速比在两相流中，汽相平均速度和液相平均速度可以相等，也可不相等。若其中蒸汽的平均速度是vg，液体的平均速度vf，则定义vg与vf之比为滑速比S，即：3.2.2.1基于均匀流模型的两相压降的计算均匀流模型是把两