核电厂热工水力学3

《核电厂热工水力学3》由会员分享，可在线阅读，更多相关《核电厂热工水力学3（24页珍藏版）》请在文档大全上搜索。

1、中中 国国 实实 验验 快快 堆堆1.核裂变产生的能量及其在堆芯内的分布核裂变产生的能量及其在堆芯内的分布反应堆所能允许产生的功率大小，主要取决于反应反应堆所能允许产生的功率大小，主要取决于反应堆传输热量的能力。堆传输热量的能力。要使反应堆在某一功率下安全运行，就必须采用适要使反应堆在某一功率下安全运行，就必须采用适当的输热系统把堆内释热传输出来，以便保证反应当的输热系统把堆内释热传输出来，以便保证反应堆内各处的温度都不超过限定值。堆内各处的温度都不超过限定值。 为了计算反应堆释出的热功率和堆内温度分布，首为了计算反应堆释出的热功率和堆内温度分布，首先必须了解堆内热源的由来及其分布。先必须了解

2、堆内热源的由来及其分布。堆内热源的分布取决于堆的具体设计，即堆的类型、堆内热源的分布取决于堆的具体设计，即堆的类型、堆芯的形状以及堆内燃料、控制棒、慢化剂、冷却堆芯的形状以及堆内燃料、控制棒、慢化剂、冷却剂、反射层等的布置。剂、反射层等的布置。 中中 国国 实实 验验 快快 堆堆1.1反应堆的热源反应堆的热源中中 国国 实实 验验 快快 堆堆从以上分析可以看出，裂变能的绝大部分是在从以上分析可以看出，裂变能的绝大部分是在燃料元件内转化成热能的。燃料元件内转化成热能的。 在缺乏精确数据的情况下，对于热堆可以假定在缺乏精确数据的情况下，对于热堆可以假定90以上的总裂变能是在燃料元件内转化成热以上的

3、总裂变能是在燃料元件内转化成热能的，大约能的，大约5的总裂变能是在慢化剂中转化的总裂变能是在慢化剂中转化成热能的，而余下的不足成热能的，而余下的不足5的总裂变能则在的总裂变能则在反射层、热屏蔽和堆内部件中转化成热能。反射层、热屏蔽和堆内部件中转化成热能。近年来在大型压水堆设计中，往往取燃料元件近年来在大型压水堆设计中，往往取燃料元件的释热量占堆总释热量的的释热量占堆总释热量的97.4。 中中 国国 实实 验验 快快 堆堆1.2堆芯体积释热率堆芯体积释热率中中 国国 实实 验验 快快 堆堆中中 国国 实实 验验 快快 堆堆1.3堆芯和燃料元件的功率强度表示法堆芯和燃料元件的功率强度表示法 中中

4、国国 实实 验验 快快 堆堆中中 国国 实实 验验 快快 堆堆中中 国国 实实 验验 快快 堆堆中中 国国 实实 验验 快快 堆堆1.4堆芯内释热率的分布堆芯内释热率的分布有限圆柱体均匀裸堆中子注量率分布有限圆柱体均匀裸堆中子注量率分布中中 国国 实实 验验 快快 堆堆中中 国国 实实 验验 快快 堆堆中中 国国 实实 验验 快快 堆堆1.4.1影响堆芯功率分布的因素影响堆芯功率分布的因素1 燃料装载对功率分布的影响燃料装载对功率分布的影响 早期大多数压水堆采用均匀装载燃料，其缺点是堆早期大多数压水堆采用均匀装载燃料，其缺点是堆芯中央区会出现高的功率峰值。芯中央区会出现高的功率峰值。 此外，即

5、使在寿期此外，即使在寿期末期，最外围的燃料元件也只有中等程度的燃耗，所末期，最外围的燃料元件也只有中等程度的燃耗，所以平均燃耗比较低。克服这些缺点的一种途经是采用以平均燃耗比较低。克服这些缺点的一种途经是采用分区装载燃料，即堆芯装载三种或多种不同富集度的分区装载燃料，即堆芯装载三种或多种不同富集度的燃料元件。富集度最高的燃料元件装在堆芯最外区，燃料元件。富集度最高的燃料元件装在堆芯最外区，富集度最低的燃料元件装在堆芯中央区。既然功率密富集度最低的燃料元件装在堆芯中央区。既然功率密度近似地正比于热中子注量率与可裂变燃料富集度之度近似地正比于热中子注量率与可裂变燃料富集度之积，那么这种装料方案就会

6、降低堆芯内区的功率水平积，那么这种装料方案就会降低堆芯内区的功率水平和提高外区的功率水平。和提高外区的功率水平。中中 国国 实实 验验 快快 堆堆 对于采用三区分批装料的反应堆，图2.13示出了换料后平衡堆芯内的典型径向功率分布。图中给出的功率分布是给定点的功率与该点轴向位置处的堆芯平均功率之比。这种装料方案，随着燃耗的加深，峰值功率要降低，而低功率区内的功率却升高。中中 国国 实实 验验 快快 堆堆2 控制棒对功率分布的影响控制棒对功率分布的影响 在某些反应堆设计中，全部剩余反应性是通在某些反应堆设计中，全部剩余反应性是通过插入控制过插入控制 棒抵消的。强吸收材料的存在，在轴棒抵消的。强吸收

7、材料的存在，在轴向和径向都会扰动中子注量率。例如在寿期初期，向和径向都会扰动中子注量率。例如在寿期初期，堆芯中央区的某几根控制棒或全部控制棒部分插堆芯中央区的某几根控制棒或全部控制棒部分插入堆芯，可以降低径向中子注量率及功率峰值入堆芯，可以降低径向中子注量率及功率峰值（径向功率分布得到展平）。（径向功率分布得到展平）。中中 国国 实实 验验 快快 堆堆2 控制棒对功率分布的影响控制棒对功率分布的影响控制棒由顶部插入。在寿期初期，局部插入的控控制棒由顶部插入。在寿期初期，局部插入的控制棒使中子注量率及功率峰值移向堆芯底部。在制棒使中子注量率及功率峰值移向堆芯底部。在寿期末期，由于控制棒提出，堆芯