核反應堆堆芯是核電站的核心和要害部位,在任何情況下保證堆芯產(chǎn)生的熱量及時有效輸出,是核電站安全需要解決的重要問題。本文采用非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格,通過可視化Fortran語言程序的編寫,對反應堆運行過程中不同階段的源項變化以及其導致的溫度場變化進行了數(shù)值研究。 首先以均勻介質(zhì)的單群擴散理論為基礎,分別對圓柱體和六棱柱體燃料棒兩種模型進行計算,討論不同計算模型對燃料棒內(nèi)溫度場分布的影響。分析發(fā)現(xiàn)六棱柱燃料棒與圓柱體燃料棒對流換熱面積相同時,圓柱體燃料棒內(nèi)部溫度明顯高于六棱柱。因此在選取燃料棒計算模型時不能僅考慮單一因素,而要同時考慮到燃料棒釋熱率和散熱量兩種因素的影響。同時發(fā)現(xiàn)邊界條件的改變不會影響到燃料棒內(nèi)溫度場的分布趨勢,僅在燃料棒兩端附近處有區(qū)別,但是仍會影響到燃料棒內(nèi)溫度最高值,并且發(fā)現(xiàn)在絕熱邊界下的燃料棒溫度略高于定溫邊界下。 在此結(jié)果上對反應堆不同運行階段的燃料棒溫度場分布情況進行計算分析討論。反應堆運行初期,控制棒未插入時,燃料棒內(nèi)部中子通量密度最大,并且僅沿軸向呈余弦函數(shù)分布,平衡溫度高于正常運行工況下燃料棒溫度,因此要嚴格控制反應初期燃料棒溫度最高值,避免其高于燃料棒安全運行溫度...

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
目錄
圖表清單
注釋表
1 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 核反應堆研究現(xiàn)狀
        1.2.2 熱力學熵研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究工作
2 堆芯傳熱的基本概念與方程
    2.1 熱傳導微分方程
        2.1.1 圓柱坐標系
        2.1.2 球坐標系
        2.1.3 橢球坐標系
    2.2 熱力學定律
3 燃料棒形狀及邊界條件對溫度場分布的影響
    3.1 傳熱控制方程與離散
        3.1.1 傳熱方程的解析解
        3.1.2 傳熱方程在非結(jié)構(gòu)化中的離散
    3.2 算例的數(shù)值計算與分析
        3.2.1 幾何尺寸的選取
        3.2.2 第一類熱邊界條件(恒壁溫)
        3.2.3 第二類熱邊界條件(恒熱流)
    3.3 本章小結(jié)
4 內(nèi)熱源分布對溫度場分布的影響
    4.1 內(nèi)熱源隨控制棒插入深度變化
    4.2 燃料棒溫度場隨反應性溫度系數(shù)的變化
    4.3 內(nèi)熱源隨時間變化
    4.4 本章小結(jié)
5 反射層對溫度場分布的影響
    5.1 單群擴散方程
        5.1.1 堆芯穩(wěn)態(tài)單群擴散方程
        5.1.2 反射層的穩(wěn)態(tài)單群擴散方程
    5.2 帶反射層的圓柱體反應堆
        5.2.1 幾何模型及網(wǎng)格
        5.2.2 計算結(jié)果及其分析
    5.3 本章小結(jié)
6 系統(tǒng)熵增與溫度場分布的關系
    6.1 熱熵的基本概念與方程
    6.2 系統(tǒng)熵增的計算分析
        6.2.1 一維恒壁溫條件下的傳熱問題
        6.2.2 極坐標環(huán)形域中定溫邊界下的傳熱問題
        6.2.3 二維矩形域中的傳熱問題
    6.3 單根燃料棒內(nèi)傳熱的熵增問題
    6.4 本章小結(jié)
7 總結(jié)與展望
    7.1 全文總結(jié)
    7.2 工作展望
致謝
參考文獻



本文編號：3938082