22.312 核反应堆工程 习题8-12N问题 燃料元件瞬态分析 考虑一个压水堆燃料元件经历DNB瞬态，随后报警触发停堆导 致功率减少。瞬态从0时刻满功率稳态开始引入，燃料棒外流体 传热系数下降导致发生DNB工况，反应堆在4秒钟后接到触发 信号，将功率下降到初始功率的10%，该功率包括了衰变热和缓 发中子裂变，并保持该功率到计算结束（小于15秒）。 燃料棒的有关数据如下： 尺寸：(ft) 燃料线功章老度(B/hr.ft) 1=0.016958 45734.0当1=0.0到4.0e. a-0.017708 4573.4当t=40到计算结束 0=0.020542 热物性 kr=1.15 B/hr.ft.F Y=635.0bmn3 cr =0.08 B/Ibm.F =1.25 (sintered) =677.4(烧结) =0.0(烧结) k-100 Pe=409.0 C=0.08 hgp=1000 B/hr.ft.2F 烧结温度，T,=3.092.0F 边界条件 Tb=536.0F h=10000Bhr.n.2F当=0.0 -100当1-0.0到计算结束 计算参数： 两个画图输出点之间的迭代步数(NP)■I00 最大迭代步数(MAX)=2500 燃料芯块节点数(N)=25
22．312 核反应堆工程 习题 8-12N 问题 燃料元件瞬态分析 考虑一个压水堆燃料元件经历 DNB 瞬态，随后报警触发停堆导 致功率减少。瞬态从 0 时刻满功率稳态开始引入，燃料棒外流体 传热系数下降导致发生 DNB 工况，反应堆在 4 秒钟后接到触发 信号，将功率下降到初始功率的 10%，该功率包括了衰变热和缓 发中子裂变，并保持该功率到计算结束（小于 15 秒）。 燃料棒的有关数据如下： 计算参数： 两个画图输出点之间的迭代步数（NP）=100 最大迭代步数（MAX）=2500 燃料芯块节点数（N）=25
22.312 核反应堆工程 总节点数(M)29(包壳4个节点) 以小时作为单位的时间步长(DELT)0.000001388 烧结区节点数(NS)=13 a.画出以下参数在烧结和非烧结芯块内前12.5秒的变化曲线 (燃料最高温度 (的 包壳最高温度（不要从图形上去读》 (外表面热流密度 (w)燃料内储存的能量 ()气隙温降（不要从图形上去读） b.不锈钢是一种可替换锆合金包壳的材料，利用非烧结燃料模 型，利用以下包壳材料参数，计算后画出问题a中的参数 k=15.0B/hr.ft F ce=0.12B/Ibm.F Pe=500.01bm/ft3 ©.燃料肿胀和包壳塌陷都会导致包壳和燃料直接接触，对包壳 的完整性构成威胁。另外一个导致此现象的原因是加强包壳 的燃料之间的传热系数。假如固体燃料已经和包壳部分接触 导致传热系数增大到h=5000B/hr f"F,试计算后画出问题a 中的参数的变化曲线。 d.分析讨论以下几点： (0 烧结对计算结果的影响 (D) 包壳材料改为不锈钢后对计算结果的影响
22．312 核反应堆工程 总节点数（M）29 （包壳 4 个节点） 以小时作为单位的时间步长（DELT）=0.000001388 烧结区节点数（NS）=13 a. 画出以下参数在烧结和非烧结芯块内前 12.5 秒的变化曲线 (i) 燃料最高温度 (ii) 包壳最高温度（不要从图形上去读） (iii) 外表面热流密度 (iv) 燃料内储存的能量 (v) 气隙温降（不要从图形上去读） b. 不锈钢是一种可替换锆合金包壳的材料，利用非烧结燃料模 型，利用以下包壳材料参数，计算后画出问题 a 中的参数 kc=15.0B/hr.ft.F cc=0.12B/lbm.F pc=500.0lbm/ft3 c. 燃料肿胀和包壳塌陷都会导致包壳和燃料直接接触，对包壳 的完整性构成威胁。另外一个导致此现象的原因是加强包壳 的燃料之间的传热系数。假如固体燃料已经和包壳部分接触 导致传热系数增大到 hgap=5000B/hr. ft2 F，试计算后画出问题 a 中的参数的变化曲线。 d. 分析讨论以下几点： (i) 烧结对计算结果的影响 (ii) 包壳材料改为不锈钢后对计算结果的影响
22.312 核反应堆工程 (包壳和燃料接触对计算结果的影响 ()讨论一些参数在瞬态开始后出现峰值的原因 注意：在同一图上画出不同情况的计算结果，以便于比较分析。 计算机使用信息： 到39号棱二层的1PC终端递交计算机输入作业卡，作业卡的CL格式如下： ∥AAAAAAA△JOB BBBBBB AAAAAAAA是任务名称 //PROFILE='LOW,MEMORY =256',TIME =I BBBBBB是组用户标号 /PASSWORD CCCCCC CCCCCC是组用密码 /EXEC FTGIXEQ,PROG='SAWDYE DDDDDDDD(NELIBY DDDDDDDD程序名称 /GO SYSIN DD TRANROD固体燃料芯块模型 (数据卡) TRANRODS烧结燃料模型 件 首页包含组用户标识号的输出文件会存放在终端的BNn0.422 学生分组A B C D 标识号NE313A NE313B NE313C NE313D 密码A313 B313 C313 D313 列表的数据格式见后面页面
22．312 核反应堆工程 (iii) 包壳和燃料接触对计算结果的影响 (iv) 讨论一些参数在瞬态开始后出现峰值的原因 注意：在同一图上画出不同情况的计算结果，以便于比较分析。 计算机使用信息： 到39号楼二层的IPC终端递交计算机输入作业卡，作业卡的JCL格式如下： //AAAAAAAA JOB BBBBBB, AAAAAAAA 是任务名称 // PROFILE = 'LOW, MEMORY = 256', TIME = 1 BBBBBB是组用户标号 //*PASSWORD CCCCCC CCCCCC是组用密码 // EXEC FTG1XEQ,PROG = 'SAWDYE.DDDDDDDD(NELIB)' DDDDDDDD 程序名称 //GO.SYSIN DD * TRANROD 固体燃料芯块模型 (数据卡) TRANRODS 烧结燃料模型 /* 首页包含组用户标识号的输出文件会存放在终端的BIN no. 422 学生分组 A B C D 标识号 NE313A NE313B NE313C NE313D 密码 A313 B313 C313 D313 列表的数据格式见后面页面