陳文振等編著的《核動力裝置熱工水力》以壓水堆核動力裝置作為主要對象，介紹熱工水力的基本概念、基本理論和計算、分析方法。全書分十一章，包括核能與反應堆發展的概況、熱工水力分析的任務，堆芯材料和熱源分布，熱工水力學的理論基礎，反應堆內穩態與正常瞬態熱工分析，蒸汽發生器和穩壓器的熱力分析，核動力裝置內的水力分析，反應堆穩態熱工設計，海洋和機動條件下流動和換熱，以及核動力裝置熱工水力計算分析工具等。 《核動力裝置熱工水力》內容既有基本的理論知識，又有最新的一些科研成果，可作為核能科學與工程專業的本科教材，也可供有關專業的研究生、工程技術人員和科研人員參考使用。
基本介紹
- 書名：核動力裝置熱工水力
- 出版社：原子能出版社
- 頁數：298頁
- 開本：16
- 作者：陳文振 於雷
- 出版日期：2013年6月1日
- 語種：簡體中文
- ISBN：7502259295
內容簡介,圖書目錄,
內容簡介
陳文振等編著的《核動力裝置熱工水力》選擇壓水堆核動力裝置為主要討論對象，對其他相關的堆型也具有一定的借鑑意義；本書在對反應堆熱工水力的基本概念、基本原理進行講述的基礎上，對一迴路重要設備的熱工水力進行重點分析，並對船用核動力裝置在海洋和機動性條件下的流動和換熱探索性研究的初步結果進行了介紹。本書在內容的安排上既考慮到學習的系統性和基礎性，又注重具體問題的分析和解決，由淺人深，循序漸進，既可以作為核動力工程專業熱工水力課程的教材，又滿足相關專業對熱工水力基礎知識的需求。
圖書目錄
第一章 緒論
1.1 核能與反應堆發展概況
1.2 核反應堆動力裝置簡介
1.2.1 壓水堆動力裝置
1.2.2 重水堆動力裝置
1.2.3 沸水堆動力裝置
1.2.4 艦船核動力裝置的特點
1.3 熱工水力分析的目的和任務
1.3.1 熱工水力分析的目的
1.3.2 熱工水力分析任務與方法
習題
參考文獻
第二章 堆芯材料和熱源分布
2.1 核燃料
2.1.1 核燃料分類
2.1.2 核燃料U02
2.2 包殼
2.2.1 包殼的作用
2.2.2 包殼材料的選擇
2.3 堆內其他結構
2.3.1 不鏽鋼
2.3.2 鎳基合金
2.4 冷卻劑和慢化劑
2.4.1 冷卻劑和慢化劑的選擇
2.4.2 水的物性
2.4.3 水物性查表計算
2.5 堆芯熱源及其分布
2.5.1 裂變能釋放的特點
2.5.2 堆內熱功率計算
2.5.3 堆芯功率分布及其影響因素
2.5.4 控制棒、慢化劑和結構材料熱源強度
2.5.5 停堆後的釋熱
習題
參考文獻
第三章 核動力裝置傳熱學基礎
3.1 導熱
3.1.1 導熱基本概念及定律
3.1.2 導熱微分方程
3.1.3 定解條件
3.1.4 幾種典型導熱問題的解
3.2 單相對流換熱
3.2.1 對流換熱的基本概念
3.2.2 管道內強迫對流換熱及換熱係數
3.2.3 管道外強迫對流換熱及換熱係數
3.2.4 自然對流換熱及換熱係數
3.3 沸傳熱
3.3.1 大容積沸騰
3.3.2 流動沸騰
3.3.3 臨界熱流密度經驗公式
3.4 凝結傳熱
3.4.1 層流膜狀凝結
3.4.2 湍流膜狀凝結
3.4.3 膜狀凝結的影響因素
習題
參考文獻
第四章 反應堆內穩態傳熱分析
4.1 定熱導率燃料元件導熱
4.1.1 燃料芯塊導熱
4.1.2 氣隙導熱
4.1.3 包殼導熱
4.1.4 包殼表面對流換熱
4.1.5 元件徑向總溫降
4.2 變熱導率燃料元件導熱
4.2.1 影響二氧化鈾熱導率的因素
4.2.2 二氧化鈾熱導率的幾個經驗公式與比較
4.2.3 包殼與氦氣隙的熱導率
4.2.4 燃料芯塊積分熱導率
4.3 燃料元件與冷卻劑溫度場
4.3.1 冷卻劑輸熱方程
4.3.2 冷卻劑軸向溫度場
4.3.3 燃料元件軸向溫度場
4.4 燃料元件最高溫度及其位置
習題
參考文獻
第五章 蒸汽發生器與穩壓器內熱工分析
5.1 蒸汽發生器傳熱
5.1.1 傳熱模型
5.1.2 一次側傳熱過程
5.1.3 二次側傳熱過程
5.1.4 管壁熱阻和污垢熱阻
5.2 蒸汽發生器的穩態特性
5.2.1 不同運行方式的穩態特性
5.2.2 穩態特性計算方法
5.3 穩壓器內熱力分析
5.3.1 冷卻劑體積變化的分析
5.3.2 穩壓器內部的熱力過程
5.3.3 穩壓器容積計算
習題
參考文獻
第六章 核動力裝置水力學基礎
6.1 單相流基本方程
6.1.1 連續性微分方程
6.1.2 流體運動微分方程
6.1.3 流體微小流束的伯努利方程式
6.1.4 總流的連續性方程式
6.1.5 總流的伯努利方程式
6.2 管內單相流壓降計算
6.2.1 管內流動型態和流動阻力壓降
6.2.2 沿程摩擦壓降
6.2.3 局部壓降
6.2.4 管中的水錘現象
6.2.5 氣穴和汽蝕
6.3 兩相流基本方程
6.3.1 基本概念
6.3.2 基本方程
6.4 兩相流壓降計算
6.4.1 摩擦壓降
6.4.2 加速壓降
6.4.3 提升壓降
6.4.4 局部壓降
習題
參考文獻
第七章 核動力裝置水力分析
7.1 反應堆內壓降計算
7.1.1 摩擦壓降
7.1.2 提升壓降
7.1.3 加速壓降
7.1.4 定位格架的局部壓降
7.2 蒸汽發生器內壓降計算
7.2.1 一迴路側阻力壓降計算
7.2.2 二迴路側自然循環與水力計算
7.3 管路壓降與泵功率
7.3.1 管路壓降
7.3.2 泵功率
7.4 堆芯冷卻劑流量的分配
7.4.1 堆芯流量分配的計算方法
7.4.2 堆芯流量分配分析
7.5 流動不穩定性
7.5.1 流動不穩定性概述
7.5.2 水動力學不穩定性分析
7.6 反應堆內自然循環
7.6.1 基本概念與方程
7.6.2 堆內水流量確定
7.7 自然循環下倒U形管內倒流分析
7.7.1 一維流動換熱模型
7.7.2 對流換熱計算公式
7.7.3 水力學計算模型
7.7.4 流體倒流分析
7.7.5 倒流影響因素分析
7.7.6 倒流流量與倒流管數計算簡介
習題
參考文獻
第八章 反應堆穩態熱工設計
8.1 熱工設計準則
8.2 熱管因子和熱點因子
8.2.1 核熱管因子和核熱點因子
8.2.2 工程熱管因子和工程熱點因子
8.2.3 降低熱管因子和熱點因子的途徑
8.3 單通道模型堆芯穩態熱工設計
8.3.1 熱工設計參數選擇
8.3.2 熱工設計的一般步驟和方法
8.3.3 安全校核
8.4 子通道模型堆芯穩態熱工設計
8.4.1 子通道的劃分
8.4.2 基本方程
8.4.3 求解方法
8.4.4 常用子通道程式介紹
8.5 穩態熱工設計與熱工水力實驗的關係
習題
參考文獻
第九章 反應堆正常瞬態熱工分析
9.1 集總參數法
9.2 瞬態傳熱問題的集總參數求解
9.3 燃料元件徑向溫度變化的解析求解
9.3.1 板狀燃料元件
9.3.2 棒狀燃料元件
9.4 棒狀元件徑向溫度變化的數值求解
9.4.1 數值求解方法
9.4.2 功率按指數規律變化時元件徑向溫度
9.4.3 有溫度反饋緩發超臨界過程元件徑向溫度
9.5 動態溫度場的集總參數法分析
9.5.1 棒狀元件動態溫度場
9.5.2 堆芯熱管動態溫度場
9.6 反應堆瞬態過程的快速仿真分析
9.6.1 有反饋的反應性變化過程仿真
9.6.2 負荷大幅變化時的仿真
習題
參考文獻
第十章 海洋與機動條件下的流動與換熱
10.1 海洋條件下船體運動的特點
10.2 搖擺時內部層流流動與對流換熱
10.2.1 圓管
10.2.2 矩形通道
10.3 搖擺時內部湍流流動與對流換熱
10.3.1 圓管
10.3.2 矩形通道
10.4 艦船運動對一迴路自然循環的影響
10.4.1 水平加速直線運動
10.4.2 豎直加速直線運動
10.4.3 迴旋
10.4.4 橫傾
10.4.5 縱傾
10.4.6 搖擺
習題
參考文獻
第十一章 核動力裝置熱工水力計算分析工具簡介
11.1 核動力裝置熱工水力計算分析工具的發展
11.2 最佳估算程式
11.2.1 最佳估算程式的建模方式
11.2.2 計算結果不確定性的主要來源
11.2.3 最佳估算程式的驗證
11.2.4 RELAP系列程式簡介
11.2.5 CATHARE程式簡介
11.2.6 TRAC程式簡介
11.3 計算流體動力學程式
11.3.1 計算流體動力學簡介
11.3.2 控制方程的通用形式
11.3.3 計算區域格線劃分
11.3.4 湍流模型
11.3.5 CFD計算的誤差分析
11.3.6 FLUENT軟體簡介
11.4 核動力裝置自然循環分析平台
11.4.1 反應堆時空中子動力學計算模組
11.4.2 反應堆及主冷卻劑系統熱工水力分析模組
11.4.3 一迴路輔助系統及二迴路系統流體網路計算模組
習題
參考文獻
附錄Ⅰ 一些核燃料的熱物性
附錄Ⅱ 水和水蒸氣的熱物性
附錄Ⅲ 氦氣的熱物性
1.1 核能與反應堆發展概況
1.2 核反應堆動力裝置簡介
1.2.1 壓水堆動力裝置
1.2.2 重水堆動力裝置
1.2.3 沸水堆動力裝置
1.2.4 艦船核動力裝置的特點
1.3 熱工水力分析的目的和任務
1.3.1 熱工水力分析的目的
1.3.2 熱工水力分析任務與方法
習題
參考文獻
第二章 堆芯材料和熱源分布
2.1 核燃料
2.1.1 核燃料分類
2.1.2 核燃料U02
2.2 包殼
2.2.1 包殼的作用
2.2.2 包殼材料的選擇
2.3 堆內其他結構
2.3.1 不鏽鋼
2.3.2 鎳基合金
2.4 冷卻劑和慢化劑
2.4.1 冷卻劑和慢化劑的選擇
2.4.2 水的物性
2.4.3 水物性查表計算
2.5 堆芯熱源及其分布
2.5.1 裂變能釋放的特點
2.5.2 堆內熱功率計算
2.5.3 堆芯功率分布及其影響因素
2.5.4 控制棒、慢化劑和結構材料熱源強度
2.5.5 停堆後的釋熱
習題
參考文獻
第三章 核動力裝置傳熱學基礎
3.1 導熱
3.1.1 導熱基本概念及定律
3.1.2 導熱微分方程
3.1.3 定解條件
3.1.4 幾種典型導熱問題的解
3.2 單相對流換熱
3.2.1 對流換熱的基本概念
3.2.2 管道內強迫對流換熱及換熱係數
3.2.3 管道外強迫對流換熱及換熱係數
3.2.4 自然對流換熱及換熱係數
3.3 沸傳熱
3.3.1 大容積沸騰
3.3.2 流動沸騰
3.3.3 臨界熱流密度經驗公式
3.4 凝結傳熱
3.4.1 層流膜狀凝結
3.4.2 湍流膜狀凝結
3.4.3 膜狀凝結的影響因素
習題
參考文獻
第四章 反應堆內穩態傳熱分析
4.1 定熱導率燃料元件導熱
4.1.1 燃料芯塊導熱
4.1.2 氣隙導熱
4.1.3 包殼導熱
4.1.4 包殼表面對流換熱
4.1.5 元件徑向總溫降
4.2 變熱導率燃料元件導熱
4.2.1 影響二氧化鈾熱導率的因素
4.2.2 二氧化鈾熱導率的幾個經驗公式與比較
4.2.3 包殼與氦氣隙的熱導率
4.2.4 燃料芯塊積分熱導率
4.3 燃料元件與冷卻劑溫度場
4.3.1 冷卻劑輸熱方程
4.3.2 冷卻劑軸向溫度場
4.3.3 燃料元件軸向溫度場
4.4 燃料元件最高溫度及其位置
習題
參考文獻
第五章 蒸汽發生器與穩壓器內熱工分析
5.1 蒸汽發生器傳熱
5.1.1 傳熱模型
5.1.2 一次側傳熱過程
5.1.3 二次側傳熱過程
5.1.4 管壁熱阻和污垢熱阻
5.2 蒸汽發生器的穩態特性
5.2.1 不同運行方式的穩態特性
5.2.2 穩態特性計算方法
5.3 穩壓器內熱力分析
5.3.1 冷卻劑體積變化的分析
5.3.2 穩壓器內部的熱力過程
5.3.3 穩壓器容積計算
習題
參考文獻
第六章 核動力裝置水力學基礎
6.1 單相流基本方程
6.1.1 連續性微分方程
6.1.2 流體運動微分方程
6.1.3 流體微小流束的伯努利方程式
6.1.4 總流的連續性方程式
6.1.5 總流的伯努利方程式
6.2 管內單相流壓降計算
6.2.1 管內流動型態和流動阻力壓降
6.2.2 沿程摩擦壓降
6.2.3 局部壓降
6.2.4 管中的水錘現象
6.2.5 氣穴和汽蝕
6.3 兩相流基本方程
6.3.1 基本概念
6.3.2 基本方程
6.4 兩相流壓降計算
6.4.1 摩擦壓降
6.4.2 加速壓降
6.4.3 提升壓降
6.4.4 局部壓降
習題
參考文獻
第七章 核動力裝置水力分析
7.1 反應堆內壓降計算
7.1.1 摩擦壓降
7.1.2 提升壓降
7.1.3 加速壓降
7.1.4 定位格架的局部壓降
7.2 蒸汽發生器內壓降計算
7.2.1 一迴路側阻力壓降計算
7.2.2 二迴路側自然循環與水力計算
7.3 管路壓降與泵功率
7.3.1 管路壓降
7.3.2 泵功率
7.4 堆芯冷卻劑流量的分配
7.4.1 堆芯流量分配的計算方法
7.4.2 堆芯流量分配分析
7.5 流動不穩定性
7.5.1 流動不穩定性概述
7.5.2 水動力學不穩定性分析
7.6 反應堆內自然循環
7.6.1 基本概念與方程
7.6.2 堆內水流量確定
7.7 自然循環下倒U形管內倒流分析
7.7.1 一維流動換熱模型
7.7.2 對流換熱計算公式
7.7.3 水力學計算模型
7.7.4 流體倒流分析
7.7.5 倒流影響因素分析
7.7.6 倒流流量與倒流管數計算簡介
習題
參考文獻
第八章 反應堆穩態熱工設計
8.1 熱工設計準則
8.2 熱管因子和熱點因子
8.2.1 核熱管因子和核熱點因子
8.2.2 工程熱管因子和工程熱點因子
8.2.3 降低熱管因子和熱點因子的途徑
8.3 單通道模型堆芯穩態熱工設計
8.3.1 熱工設計參數選擇
8.3.2 熱工設計的一般步驟和方法
8.3.3 安全校核
8.4 子通道模型堆芯穩態熱工設計
8.4.1 子通道的劃分
8.4.2 基本方程
8.4.3 求解方法
8.4.4 常用子通道程式介紹
8.5 穩態熱工設計與熱工水力實驗的關係
習題
參考文獻
第九章 反應堆正常瞬態熱工分析
9.1 集總參數法
9.2 瞬態傳熱問題的集總參數求解
9.3 燃料元件徑向溫度變化的解析求解
9.3.1 板狀燃料元件
9.3.2 棒狀燃料元件
9.4 棒狀元件徑向溫度變化的數值求解
9.4.1 數值求解方法
9.4.2 功率按指數規律變化時元件徑向溫度
9.4.3 有溫度反饋緩發超臨界過程元件徑向溫度
9.5 動態溫度場的集總參數法分析
9.5.1 棒狀元件動態溫度場
9.5.2 堆芯熱管動態溫度場
9.6 反應堆瞬態過程的快速仿真分析
9.6.1 有反饋的反應性變化過程仿真
9.6.2 負荷大幅變化時的仿真
習題
參考文獻
第十章 海洋與機動條件下的流動與換熱
10.1 海洋條件下船體運動的特點
10.2 搖擺時內部層流流動與對流換熱
10.2.1 圓管
10.2.2 矩形通道
10.3 搖擺時內部湍流流動與對流換熱
10.3.1 圓管
10.3.2 矩形通道
10.4 艦船運動對一迴路自然循環的影響
10.4.1 水平加速直線運動
10.4.2 豎直加速直線運動
10.4.3 迴旋
10.4.4 橫傾
10.4.5 縱傾
10.4.6 搖擺
習題
參考文獻
第十一章 核動力裝置熱工水力計算分析工具簡介
11.1 核動力裝置熱工水力計算分析工具的發展
11.2 最佳估算程式
11.2.1 最佳估算程式的建模方式
11.2.2 計算結果不確定性的主要來源
11.2.3 最佳估算程式的驗證
11.2.4 RELAP系列程式簡介
11.2.5 CATHARE程式簡介
11.2.6 TRAC程式簡介
11.3 計算流體動力學程式
11.3.1 計算流體動力學簡介
11.3.2 控制方程的通用形式
11.3.3 計算區域格線劃分
11.3.4 湍流模型
11.3.5 CFD計算的誤差分析
11.3.6 FLUENT軟體簡介
11.4 核動力裝置自然循環分析平台
11.4.1 反應堆時空中子動力學計算模組
11.4.2 反應堆及主冷卻劑系統熱工水力分析模組
11.4.3 一迴路輔助系統及二迴路系統流體網路計算模組
習題
參考文獻
附錄Ⅰ 一些核燃料的熱物性
附錄Ⅱ 水和水蒸氣的熱物性
附錄Ⅲ 氦氣的熱物性
