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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