WNuclearThermal-hydraulic Laboratory2.2稳态/瞬态分析ATHeL核反应堆热工水力研究实验室PART稳态/瞬态分析单通道分析方法热工水力准则子通道分析方法稳态/瞬态分析参数迭代及优化数值模拟方法CFD17/59
PART 2 17/59 2.2 稳态/瞬态分析 稳态/瞬态分析 热工水力准则 稳态/瞬态分析 参数迭代及优化 单通道分析方法 子通道分析方法 数值模拟方法CFD
Nuclear Thermal-hydraulic Laboratory2.2.1单通道分析方法ATHeL核反应堆热工水力研究实验室PART单通道模型的堆芯稳态热工分析单通道模型热工设计的步骤和方法初步热工设计：单通道模型商定有关热工参数厦封闭把计算的热管看成是孤立的、确定燃料元件参数的，在整个堆芯高度上与相邻通道之间没有冷却剂的质量、动量和能量的交换根据热工设计准则中规定的内容进行有关的计算最适用于：闭式通道对于开式通道，用一个流体横向交堆稳态热工设计的技术经济评价混工程热管因子来修正炝升，可近厦似估算。堆热工设计中的热工水力实验I18/59
PART 2 18/59 2.2.1单通道分析方法 单通道模型的堆芯稳态热工分析 初步热工设计：单通道模型 把计算的热管看成是孤立的、封闭 的，在整个堆芯高度上与相邻通道 之间没有冷却剂的质量、动量和能 量的交换。 最适用于：闭式通道 对于开式通道，用一个流体横向交 混工程热管因子来修正焓升，可近 似估算。 单通道模型热工设计的步骤和方法 商定有关热工参数 确定燃料元件参数 根据热工设计准则中规定的内 容进行有关的计算 堆稳态热工设计的技术经济评价 堆热工设计中的热工水力实验
ONuclearThermal-hydraulicLaboratory2.2.1单通道分析方法ArTHel.核反应堆热工水力研究实验室PART单通道模型热工设计的步骤和方法1、商定有关热工参数：估算出电站总效率和需要反应堆输出的热功率。NNN =NNNsGNirNmNnr2、确定燃料元件参数：确定燃料元件的形状、尺寸、栅距、排列方式及每个燃料组件内的燃料元件数；计算燃料元件总传热面积、并确定堆芯的布置。NNANN.A元元D2FA=F.N:FT2=-Net元d..L4q元dLq元d..L元d.Lqn式中有两个未知数，即堆芯的等效直径Def和高度L。堆物理设计方面希望堆芯高度对直径的比值L/Def保持在0.9~1.5范围内。定出L/Def的值后，代入上式，即可得L和Def值。燃料元件的总根数也可确定。而后燃料的组件数也随之确定，在这个基础上即可对堆芯进行初步布置。19/59
PART 2 19/59 估算出电站总效率和需要反应堆输出的热功率。 e t T N N = T t R SG ir M e = 确定燃料元件的形状、尺寸、栅距、排列方式及每个燃料组件内的燃料 元件数；计算燃料元件总传热面积、并确定堆芯的布置。 t u N A F q = t u cs cs A N N F d L d Lq = = 单通道模型热工设计的步骤和方法 1、商定有关热工参数： 2、确定燃料元件参数： 式中有两个未知数，即堆芯的等效直径Def和高度L。堆物理设计方面 希望堆芯高度对直径的比值L/ Def保持在0.9 ~ 1.5范围内。 定出L/Def的值后，代入上式，即可得L和Def值。燃料元件的总根数也 可确定。而后燃料的组件数也随之确定，在这个基础上即可对堆芯进行 初步布置。 t u cs cs A N N F d L d Lq = = 2 2 ef 4 N T D n = 2.2.1单通道分析方法
aNuclear Thermal-hydraulic Laboratory2.2.1单通道分析方法ArTHeL核反应堆热工水力研究实验室PART单通道模型热工设计的步骤和方法3、根据热工设计准则中规定的内容进行有关计算：压水堆热工稳态设计中，要计算1）热管中的最小DNBR3）燃料芯块中心最高温度2）燃料元件包壳外表面最高温度4）出口含汽率4、根据热工设计准则中规定的内容进行有关计算：堆热工设计方面，通常的评价指标有两个：堆芯功率密度Ny-堆输出的热功率与堆芯体积之比-比流量NG堆的冷却剂流量与功率之比N.NWNNG影响因素分析VN元DLef420/59
PART 2 20/59 单通道模型热工设计的步骤和方法 压水堆热工稳态设计中，要计算 1）热管中的最小DNBR， 2）燃料元件包壳外表面最高温度 3、根据热工设计准则中规定的内容进行有关计算 ： 3）燃料芯块中心最高温度 4）出口含汽率 4、根据热工设计准则中规定的内容进行有关计算 ： 堆热工设计方面，通常的评价指标有两个： 堆芯功率密度NV——堆输出的热功率与堆芯体积之比 比流量NG ——堆的冷却剂流量与功率之比 t t G W N N = t t v 2 ef 4 N N N V D L = = 影响因素分析 2.2.1单通道分析方法
NuclearThermal-hydraulicLaboratoryO2.2.1单通道分析方法rTHet核反应堆热工水力研究实验室PART根据热工设计准则中规定的内容进行有关的计算计算平均管冷却剂的质量流密度(1-5.)WR[kg /(m2. s)]NA,计算平均管冷却剂的比恰场hfm(z)qAd(z)dzG计算平均管的各类压降计算热管的有效驱动压头和冷却剂的质量流密度Aph,e = Kf,hApf,m +Ka,h(Apa,m +Apin,m +Apex,m + Apg,m)+Apel.m21/59
PART 2 21/59 根据热工设计准则中规定的内容进行有关的计算 , , , , , , , , , ( ) h e f h f m a h a m in m ex m g m el m = + + + + + p p p p p p p (1 )s t m b W G NA − = 2 kg m s /( ) • , ( ) f m h z , , 0 ( ) ( ) z L f m f in m b q A h z h z dz G A = + ◆ 计算平均管冷却剂的质量流密度 [ ] ◆ 计算平均管冷却剂的比焓场 ◆ 计算平均管的各类压降 ◆ 计算热管的有效驱动压头和冷却剂的质量流密度 2.2.1单通道分析方法