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第1章 核燃料、包壳材料、冷却剂及其热物性 1

1.1 核燃料 1

1.2 对核燃料、包壳材料及冷却剂的一般要求 1

1.2.1 核燃料 1

1.2.2 包壳材料 2

1.2.3 冷却剂 3

1.3 核燃料、包壳材料和冷却剂的热物性 3

1.3.1 二氧化铀燃料的热物性 3

1.3.2 包壳和某些结构材料的主要热物性 6

1.3.3 膨胀系数 8

1.3.4 水和水蒸气的热物性 8

1.4 辐照（或燃耗）对热物性的影响 8

1.4.1 辐照（或燃耗）对二氧化铀熔点的影响 8

1.4.2 辐照（或燃耗）对二氧化铀热导率的影响 9

1.4.3 辐照（或燃耗）对燃料芯块肿胀的影响 9

复习题 9

第2章 反应堆内的释热 10

2.1 核裂变产生的能量及其在堆芯内的分布 10

2.1.1 反应堆的热源 10

2.1.2 堆芯体积释热率 11

2.1.3 堆芯和燃料元件的功率度量表示法 11

2.1.4 堆芯内释热率的分布 13

2.1.5 影响堆芯功率分布的因素 14

2.2 核热通道（热管）因子 17

2.3 燃料棒和堆芯释热计算 18

2.3.1 单根燃料棒的释热计算 18

2.3.2 非均匀堆芯的总释热 19

2.4 结构材料、慢化剂和压力容器的释热 20

2.4.1 堆芯结构材料内的γ释热 20

2.4.2 慢化剂的释热 20

2.4.3 压力容器或厚壁构件的γ释热 21

2.5 停堆后的释热及其冷却 21

2.5.1 停堆后的释热功率 22

2.5.2 停堆后的冷却 22

复习题 23

第3章 反应堆传热 25

3.1 反应堆内热量的传输过程 25

3.1.1 燃料元件的导热 25

3.1.2 包壳外表面与冷却剂之间的传热 25

3.1.3 冷却剂的输热 26

3.2 固体内的导热微分方程 27

3.2.1 直角坐标系中的热传导方程 28

3.2.2 圆柱坐标系中的热传导方程 28

3.3 单相对流传热 29

3.3.1 黏性力、层流和湍流 29

3.3.2 速度边界层和温度边界层 30

3.3.3 速度边界层的厚度δ和温度边界层的厚度δt以及换热系数h的计算式 32

3.3.4 单相强迫对流传热系数 33

3.3.5 自然对流传热系数 37

3.4 沸腾传热 38

3.4.1 池式沸腾传热 38

3.4.2 流动沸腾传热 45

复习题 68

第4章 燃料元件和堆内部件的传热及温度分布 72

4.1 板状燃料元件的导热和其横截面上温度分布以及包壳外表面向冷却剂传热 72

4.1.1 燃料内（有内热源）的导热和其横截面上温度分布的计算 72

4.1.2 包壳内（无内热源）的导热和其横截面上温度分布的计算 74

4.1.3 包壳外表面对冷却剂的传热计算 74

4.2 棒状燃料元件的导热和其横截面上温度分布以及包壳外表面向冷却剂传热 75

4.2.1 燃料芯块内（有内热源）的导热和其横截面上温度分布的计算 76

4.2.2 燃料芯块与包壳内表面之间的间隙传热 76

4.2.3 燃料芯块与包壳内表面之间的间隙内的温度分布 79

4.2.4 包壳内的导热和其温度分布 80

4.2.5 燃料棒包壳外表面对冷却剂的传热 81

4.3 传热系数h对燃料元件释热的影响 83

4.4 积分热导率 83

4.5 棒状燃料元件和其冷却剂的轴向温度分布 86

4.5.1 基本假设 86

4.5.2 冷却剂温度Tf的轴向分布 87

4.5.3 包壳外表面温度TC和内表面温度TCI的轴向分布 88

4.5.4 燃料芯块表面温度TS和中心温度T0的轴向分布 89

4.5.5 燃料元件最高温度的轴向位置及其数值 89

4.6 热屏蔽的传热 93

复习题 94

第5章 稳态工况下反应堆流体力学分析 97

5.1 流体力学分析的主要内容和目的 97

5.2 流体的特征和主要物理性质 98

5.3 作用在流体上的力、静止流体中的应力特征、流体静力学基本方程 100

5.4 单相流体一维流动的基本方程和压降计算 101

5.4.1 单相流体一维流动的基本方程 101

5.4.2 单相流动压降计算 104

5.5 两相流基本概念、两相流流型、两相流特性参量、含汽率在沸腾通道内的分布 114

5.5.1 两相流基本概念 114

5.5.2 两相流的流型 115

5.5.3 描述两相流的特性参量 116

5.5.4 含汽率和空泡份额在沸腾通道内的分布 121

5.6 两相流基本方程和压降计算 124

5.6.1 基本方程 124

5.6.2 两相流的压降计算 126

5.7 临界流动 142

5.7.1 临界流动现象 142

5.7.2 单相流体的临界流动 143

5.7.3 两相临界流动 146

5.8 气（汽）—液逆向流动 154

5.8.1 气（汽）—液逆向流动现象 154

5.8.2 气（汽）—液逆向流动的流量制约关系 155

5.9 水锤现象 156

5.10 流动不稳定性 158

5.10.1 概述 158

5.10.2 水动力不稳定性 158

5.10.3 密度波不稳定性 162

5.11 堆芯冷却剂流量分配 163

5.11.1 概述 163

5.11.2 压水堆堆芯流量分配的计算 164

5.12 自然循环 166

复习题 169

第6章 堆芯稳态热工水力设计 173

6.1 稳态热工设计概述 173

6.1.1 热工设计的范围和任务 173

6.1.2 堆芯热工设计的步骤 174

6.1.3 热工设计和其他专业的关系 174

6.1.4 热工设计准则 175

6.2 堆芯热工设计参量的分析 176

6.2.1 冷却剂的工作压力 176

6.2.2 冷却剂的出口温度 176

6.2.3 冷却剂的进口温度 177

6.2.4 冷却剂流量 177

6.3 堆内功率分布不均匀性问题 178

6.3.1 影响堆内功率分布的主要因素 178

6.3.2 热通道和热点，热通道因子和热点因子 178

6.3.3 影响工程热通道因子的主要因素 181

6.3.4 热点因子对堆芯热工性能的影响以及降低热点因子的方法 182

6.4 单通道模型的反应堆稳态热工设计 182

6.4.1 单通道模型热工设计的一般步骤和方法 183

6.4.2 堆芯平均通道的热工参量计算 183

6.4.3 堆芯热通道的热工参量计算 185

6.5 子通道分析模型 189

6.5.1 子通道分析模型概述 189

6.5.2 冷却剂的交混 190

6.5.3 子通道流体动力学方程 191

6.6 核反应堆热工参量的选择 193

6.6.1 核动力反应堆热工参量的选择 193

6.6.2 蒸汽发生器的工作条件，QT图 195

6.6.3 核电站一回路和二回路热工参量间的关系与参量选择 196

复习题 198

附录 200

附录Ⅰ 包壳和某些结构材料的热物性 200

附录Ⅱ 饱和水和饱和水蒸气的某些热物性 201

附录Ⅲ 水和水蒸气在不同温度和不同压力下的物性 203

附录Ⅳ 弯管、接管和阀门的形阻因子 207

索引 209

参考文献 213