核动力装置热工水力

《核动力装置热工水力》，陈文振 著，出版社： 科学出版社。

科学出版社是中国最大的综合性科技出版机构，由前中国科学院编译局与1930年代创建的有较大影响的龙门联合书局合并而来。科学出版社比邻皇城根遗址公园，是一个历史悠久、力量雄厚，以出版学术书刊为主的开放式出版社。

目录

内容简介

《核动力装置热工水力》以压水堆核动力装置作为主要对象，介绍热工水力的基本概念、基本理论和计算、分析方法。《核动力装置热工水力》共11章，包括核能与反应堆发展概况、热工水力分析的任务，堆芯材料和热源分布，热工水力学的理论基础，反应堆内稳态与正常瞬态热工分析，蒸汽发生器和稳压器的热工分析，核动力装置内的水力分析，反应堆稳态及正常瞬态热工设计和分析，海洋和机动条件下流动和换热，以及核动力装置热工水力计算分析工具等。

目录

再版说明

序

前言

符号表

第1章绪论1

1.1核能与反应堆发展概况1

1.2核反应堆动力装置简介2

1.2.1压水堆核动力装置2

1.2.2重水堆核动力装置7

1.2.3沸水堆核动力装置9

1.2.4舰船核动力装置的特点10

1.3热工水力分析的目的、任务与方法12

1.3.1热工水力分析的目的13

1.3.2热工水力分析任务与方法14

习题15

第2章堆芯材料和热源分布16

2.1核燃料16

2.1.1核燃料分类17

2.1.2核燃料UO218

2.2包壳20

2.2.1包壳的作用20

2.2.2包壳材料的选择21

2.3堆内其他结构23

2.3.1不锈钢23

2.3.2镍基合金24

2.4冷却剂和慢化剂25

2.4.1冷却剂和慢化剂的选择25

2.4.2水的物性26

2.4.3水物性查表计算26

2.5堆芯热源及其分布28

2.5.1裂变能释放的特点28

2.5.2堆内热功率计算29

2.5.3堆芯功率分布及其影响因素31

2.5.4控制棒、慢化剂和结构材料的热源强度36

2.5.5停堆后的释热38

习题42

第3章核动力装置传热学基础44

3.1导热44

3.1.1导热的基本概念及定律44

3.1.2导热微分方程46

3.1.3定解条件47

3.1.4几种典型导热问题的解48

3.2单相对流换热52

3.2.1对流换热的基本概念52

3.2.2管道内强迫对流换热及换热系数54

3.2.3管道外强迫对流换热及换热系数56

3.2.4自然对流换热及换热系数59

3.3沸腾传热61

3.3.1大容积沸腾62

3.3.2流动沸腾65

3.3.3临界热流密度经验公式70

3.4凝结传热75

3.4.1层流膜状凝结76

3.4.2湍流膜状凝结76

3.4.3膜状凝结的影响因素78

习题79

第4章反应堆内稳态传热分析81

4.1定热导率燃料元件导热81

4.1.1燃料芯块导热81

4.1.2气隙导热84

4.1.3包壳导热85

4.1.4包壳表面对流换热86

4.1.5元件径向总温降87

4.2变热导率燃料元件导热88

4.2.1影响UO2热导率的因素88

4.2.2UO2热导率的几个经验公式与比较90

4.2.3包壳与氦气隙的热导率91

4.2.4燃料芯块积分热导率92

4.3燃料元件与冷却剂温度场95

4.3.1冷却剂输热方程95

4.3.2冷却剂轴向温度场96

4.3.3燃料元件轴向温度场98

4.4燃料元件*高温度及其位置101

习题103

第5章蒸汽发生器与稳压器内热工分析105

5.1蒸汽发生器传热105

5.1.1传热模型105

5.1.2一次侧传热过程106

5.1.3二次侧传热过程107

5.1.4管壁热阻和污垢热阻109

5.2蒸汽发生器的稳态特性109

5.2.1不同运行方式的稳态特性110

5.2.2稳态特性计算方法111

5.3稳压器内热力分析111

5.3.1冷却剂体积变化的分析112

5.3.2稳压器内部的热力过程113

5.3.3稳压器容积计算115

习题121

第6章核动力装置水力学基础122

6.1单相流基本方程122

6.1.1连续性微分方程122

6.1.2流体运动微分方程123

6.1.3流体微小流束的伯努利方程124

6.1.4总流的连续性方程125

6.1.5总流的伯努利方程126

6.2管内单相流压降计算126

6.2.1管内流动型态和流动阻力压降127

6.2.2沿程摩擦压降128

6.2.3局部压降132

6.2.4管中的水锤现象138

6.2.5气穴和汽蚀140

6.3两相流基本方程141

6.3.1基本概念142

6.3.2基本方程145

6.4两相流压降计算146

6.4.1摩擦压降147

6.4.2加速压降148

6.4.3提升压降149

6.4.4局部压降150

习题152

第7章核动力一回路水力分析154

7.1反应堆内压降计算154

7.1.1摩擦压降154

7.1.2提升压降155

7.1.3加速压降155

7.1.4定位格架的局部压降155

7.2蒸汽发生器内压降计算157

7.2.1一回路侧阻力压降计算157

7.2.2二回路侧自然循环与水力计算159

7.3管路压降与泵功率162

7.3.1管路压降162

7.3.2泵功率163

7.4堆芯冷却剂流量的分配163

7.4.1堆芯流量分配的计算方法164

7.4.2堆芯流量分配分析166

7.5流动不稳定性168

7.5.1流动不稳定性概述169

7.5.2水动力学不稳定性分析172

7.6反应堆内自然循环176

7.6.1基本概念与方程176

7.6.2堆内水流量确定178

7.7蒸汽发生器倒U形管内倒流分析180

7.7.1倒流机理分析181

7.7.2倒流的判断准则183

7.7.3倒流问题的比例模化方法188

7.7.4倒流流量与倒流管数计算简介192

习题192

第8章反应堆稳态热工设计194

8.1热工设计准则194

8.2热管因子和热点因子196

8.2.1核热管因子和核热点因子197

8.2.2工程热管因子和工程热点因子198

8.2.3降低热管因子和热点因子的途径206

8.3单通道模型堆芯稳态热工设计207

8.3.1热工设计参数选择207

8.3.2热工设计的一般步骤和方法208

8.3.3安全校核213

8.3.4试验验证218

8.4子通道模型堆芯稳态热工设计219

8.4.1子通道的划分220

8.4.2基本方程221

8.4.3求解方法223

8.4.4常用子通道程序介绍224

习题226

第9章反应堆正常瞬态热工分析227

9.1集总参数法227

9.2瞬态传热问题的集总参数求解227

9.3燃料元件径向温度变化的解析求解229

9.3.1板状燃料元件230

9.3.2棒状燃料元件231

9.4棒状元件径向温度变化的数值求解234

9.4.1数值求解方法235

9.4.2功率按指数规律变化时元件径向温度238

9.4.3有温度反馈缓发超临界过程元件径向温度239

9.5动态温度场的集总参数法分析243

9.5.1棒状元件动态温度场243

9.5.2堆芯热管动态温度场246

9.6反应堆瞬态过程的快速仿真分析250

9.6.1有反馈的反应性变化过程仿真250

9.6.2负荷大幅变化时的仿真255

习题258

第10章海洋与机动条件下的流动与换热259

10.1海洋条件下船体运动的特点259

10.2摇摆与起伏时内部层流流动与对流换热260

10.2.1圆管260

10.2.2矩形通道262

10.3摇摆与起伏时内部湍流流动与对流换热264

10.3.1圆管264

10.3.2矩形通道268

10.4舰船机动对一回路自然循环的影响271

10.4.1紧急上浮与速潜对驱动压降的影响273

10.4.2舰船运动对主要热工参数的影响275

习题282

第11章核动力装置热工水力计算分析工具简介283

11.1核动力装置热工水力计算分析工具的发展283

11.2*佳估算程序284

11.2.1*佳估算程序的建模方式285

11.2.2计算结果不确定性的主要来源285

11.2.3*佳估算程序的验证286

11.2.4常用程序简介286

11.3计算流体动力学程序292

11.3.1计算流体动力学简介292

11.3.2控制方程的通用形式292

11.3.3计算区域网格划分293

11.3.4湍流模型294

11.3.5CFD计算的误差分析294

11.3.6FLUENT软件简介295

11.4核动力装置自然循环分析平台296

11.4.1反应堆时空中子动力学计算模块296

11.4.2反应堆及主冷却剂系统热工水力分析模块300

11.4.3一回路辅助系统及二回路系统流体网络计算模块303

习题305

参考文献306

附录Ⅰ一些核燃料的热物性309

附录Ⅱ水和水蒸气的热物性310

附录Ⅲ氦气的热物性330