LL??()ftcs,maxtf22 (13) =（）+
Lq0.45?106?2.6???f()???49.2839C3L223.74?10h()2 (14)
??Lf,J()?tqmax0.25?P2s?25（106）exp(6.2)?tf(L2) ?344.84?25?（1.17?106106）0.25exp(?15.516.2)?323.36?23.6108?C，
由此知得 ??LLf,j(2)???f(2) 故
tcs,max=323.36+23.6108=346.97?C
8.求燃料元件包壳内表面最大温度
tci,max
tci,maxt=cs,max???Lc(2) ??LqN1FqFEq?cc(2)???(dcs?dci) c2 ?dcs?dci2?9.5?8.36式中
?c包壳厚度 （m）,
c?2?0.57?10?3m
?c为包壳材料热导率，?c=0.00547（1.8tcs+32）+13.8[W/(m·℃)] t式中
c?tcs?tci2，因tci尚未求出，股暂取tc为375℃，则可得
?c=0.00547（1.8?tcs+32）+13.8=0.00547（1.8?375+32）+13.8=17.66W/(m·℃)
因而
15） 16） 17）
18）
（（
（ （
NE??Lq1FqFq?c13.43?103?0.57?10?3?2.6c(2)??d?d?9.5?8.?40.17?Cc?(csci2)17.66???（362?1000）
故得
tci,max?346.97?40.17?387.14?C
t?t,max?tci,max346.972??387.14c?cs2?367.05?C
t?c?tc?5?C
误差比较大，需要继续迭代，多次迭代后，结果为
tc?367.13?C，kc?17.5899[W/(m??C)]，??c?40.3330?C，tci,max?387.3030?C。所以燃料包壳内表面的最高温度为t?ci,max?387.3030C。
9.燃料芯块表面最高温度
tu,max
tLu,max?tci,max???g(2)
??Lq1FNqFEqg(2)?hd?du g?(cs2) 式中是包壳与芯块间的气隙等效传热系数，取
hg?5678[W/(m2??C)]
??(LqN1FqFEqg2)??13.43?103?2.6?236.61?hdcs?d?8.19Cu8.36g?(2)5678???(2?1000)
tu,max?378.3030?236.61?623.91?C
10.计算燃料芯块的中心最高温度
由于在芯块中温度变化较大，热导率变化较大，需采用积分热导率方法进行求解，即
?t0,maxmaxFNEqFq0?udt??t0,0?udt?q14?
dt? =
?623.91?13.43?103?2.60u4?
35.88+27.79=63.7W/cm
19）20）
（
（
故查表3-7得
t0,max?1621?C?2200?C
四、课程设计总结或结论
根据单通道模型计算堆芯最高温度为1621C，远低于熔点，且按W-3公式计算结果不发生沸腾临界。此时鉴于参数的裕度很大，可以考虑提高堆芯功率。按照上述两个准则，计算表明堆芯功率可以提高。 本次设计最大的收获除了对反应堆热工的具体任务有了根深一步的了解，还有就是对第一次用公式编辑器编辑这么多公式啊，终于知道教科书上的那些东西是怎么搞出来的了，也终于知道了编书人们的辛苦了。掌握了这项技能后，以后的学习中就更加得心应手了。还有就是利用 matlab 程序进行编程求解大大缩短了求解的时间。
附录（设计流程图、程序、表格、数据等） 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
?参数名称 系统压力P 堆芯输出功率Nt 冷却剂总流量W 堆芯高度L 燃料组件数 燃料组件形式 每个组件燃料棒数 燃料包壳外径dcs 燃料包壳内径dci 燃料芯块直径du 燃料棒栅距p 两个组件间的水隙 旁系流量 燃料元件发热占总发热的份额 结果 15.51MPa 1933Mw 9194kg/s 3.6576m 145 17*17 268 9.5mm 8.36mm 8.19mm 13mm 1mm 6.5% 97.4% 15 16 17 18 19 20
堆芯入口温度 堆芯出口温度 燃料元件表面的最高温度 燃料元件包壳内表面最大温度 燃料芯块表面最高温度 燃料芯块的中心最高温度 288.15℃ 312.45℃ 346.97℃ 387.3030℃ 623.91℃ 1621℃ 五、参考文献
[1].核反应堆热工分析（第三版），于平安朱瑞安，上海交通大学出版社，2002 附录
本程序包含了本次课程设计的所有题型的求解，包括：已知平均热流密度，未知燃料组件数；已知燃 料组件数；未知燃料组件数以及平均热流密度的求解。程序内所有的题中未知的量，如果说明中给出了应 该怎么取值，则按照说明取值，若说明未给出取值，则取 0，不可输入空集，否则会出现计算错误。 本程序基于 matlab 编写，程序中需要调用水蒸气计算插件，所以在运行程序之前请先安装水蒸气计算 程序，并且按照提示接入 matlab，然后再运行该程序。
该程序由主程序和 13 个子程序组成，注意理解每个程序所计算的对象。
主函数：
%本程序中，除了温度以外的所有计算量，其单位均取国际标准单位，温度单位取摄氏度℃。 %输入部分，若数据是未知的，则输入为 0，不可以输入为空！ clear
disp('请输入相关参数：'); P=input('系统压力：'); Nt=input('堆芯功率 Nt:');
W=input('质量流量：'); %如果没有给出质量流量，则用反应堆功率*4.72*10^(-6)计算出再输入，这里的单位是 t/h；
L=input('堆芯高度:'); %未知则取 2.9 m=input('燃料组件数：'); if m==0
q=input('请输入平均热流密度：'); else
q=0; end
n0=input('燃料组件形式 n0*n0,n0='); n=input('每个组件的燃料棒数：'); Dcs=input('燃料包壳外径：'); Dci=input('燃料包壳内径：'); Du=input('芯块直径：');
s=input('燃料棒间距（栅距）：');
delta=input('两个组件间水隙：'); %未知则取 0.8mm casi=input('旁流系数：');
deltaB=input('请输入下腔室不均匀系数：'); Fa=input('请输入 Fa：');
DNBR=input('请输入 DNBR:'); %未知，则取 2 Fq=input('请输入热流密度热点因子 Fq:'); Fh=input('请输入焓升热管因子 Fh:'); qMAX=2.8*1000000;%快速烧毁的上限热流密度
Tin=input('请输入入口冷却剂温度（若未知则输入 0）：'); if Tin==0
Tp=input('请输入冷却剂平均温度：'); Tdelta=input('请输入冷却剂平均温升：'); End
if Tin==0
[Tin,Tout]=T1(Tp,Tdelta); else
Tout=input('请输入出口冷却剂温度：'); %Tout=T2(Tin,P,Fa,Nt,W,casi); end
Tp=(Tin+Tout)/2;
核反应堆热工分析课程设计剖析
