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第1章 概述 1

1.1 反应堆物理热工简介 1

1.2 CP600核电厂物理热工工作内容 1

第2章 反应堆物理基础 3

2.1 核裂变 3

2.1.1 裂变反应 3

2.1.2 裂变产物与裂变中子 4

2.1.3 裂变能量 6

2.2 链式裂变反应 6

2.2.1 自持链式裂变反应 6

2.2.2 反应堆临界条件 7

2.2.3 反应堆内的中子循环 8

2.2.4 临界方程 10

2.3 反应堆功率 11

2.3.1 反应堆热功率 11

2.3.2 衰变热 11

2.3.3 核反应堆功率与中子注量率的关系 12

复习思考题 13

第3章 反应堆动力学 14

3.1 概述 14

3.1.1 瞬发中子 14

3.1.2 反应堆周期 17

3.1.3 缓发中子效应 18

3.1.4 反应性的定义和单位 20

3.2 点堆动力学方程 20

3.3 小反应性阶跃变化时点堆动力学方程的解 21

3.3.1 有外源时的稳定态 21

3.3.2 小反应性阶跃变化时的中子密度响应（多组缓发中子） 23

3.3.3 倒时公式 25

3.3.4 瞬发临界 26

3.4 线性反应性引入 26

3.5 反应性测量的动力学方法 28

3.5.1 渐近周期测定 28

3.5.2 落棒法 28

3.5.3 逆动态法 29

复习思考题 30

第4章 反应性系数 31

4.1 反应性温度系数 31

4.2 燃料多普勒温度系数 32

4.2.1 燃料多普勒效应 32

4.2.2 空间自屏效应 33

4.2.3 燃料有效温度 34

4.2.4 多普勒系数随燃耗的变化 34

4.3 慢化剂温度系数 36

4.3.1 慢化剂温度效应 36

4.3.2 慢化剂温度对keff的影响 38

4.3.3 硼浓度对αT的影响 39

4.3.4 慢化剂温度对αT的影响 40

4.3.5 控制棒对αT的影响 40

4.3.6 可燃毒物棒对αT的影响 41

4.3.7 堆芯寿期与αT关系 41

4.4 等温温度系数αis0 41

4.5 空泡系数 42

4.6 压力系数 42

4.7 功率系数与功率亏损 43

4.7.1 功率系数 43

4.7.2 功率亏损 43

4.8 再分布效应 45

4.8.1 寿期初的慢化剂亏损与再分布效应 45

4.8.2 寿期末的慢化剂亏损与再分布效应 46

4.8.3 轴向燃料燃耗对再分布效应的影响 47

复习思考题 48

第5章 反应性的控制 49

5.1 后备反应性分配 49

5.2 反应性控制基本原理与方法 49

5.3 控制棒 50

5.3.1 控制棒的特性 51

5.3.2 控制棒对keff的影响 52

5.3.3 控制棒的价值 52

5.3.4 影响控制棒价值的因素 54

5.3.5 控制棒的运行要求 55

5.4 化学补偿控制 58

5.4.1 化学补偿控制的重要性 58

5.4.2 硼酸的特性 59

5.4.3 硼酸的浓度 59

5.4.4 硼的微分价值 60

5.4.5 运行过程中的调硼 61

5.4.6 停堆时所要求的最小硼浓度 62

5.5 可燃毒物 62

5.5.1 可燃毒物及其重要性 62

5.5.2 可燃毒物对keff的影响 63

5.5.3 可燃毒物棒的布置 65

复习思考题 65

第6章 反应堆功率及其分布 67

6.1 理论核功率分布 67

6.2 实际反应堆核功率分布 68

6.2.1 径向功率分布 68

6.2.2 轴向功率分布 70

6.2.3 堆芯功率峰因子 71

6.3 堆芯功率分布测量系统 72

6.3.1 堆内核测系统 73

6.3.2 堆外核测仪表系统 76

6.4 堆芯功率分布监测 77

6.4.1 监测的参数 78

6.4.2 运行期间的堆芯功率分布监测 79

6.5 堆芯功率能力 79

6.5.1 Mode A方式运行 79

6.5.2 负荷跟踪 80

6.5.3 堆芯功率能力 80

6.5.4 咬量与插入极限 81

复习思考题 82

第7章 裂变产物的产生与中毒 83

7.1 核燃料同位素的产生与消耗 83

7.2 裂变产物的毒性 84

7.2.1 氙毒（氙-135） 85

7.2.2 钐毒（钐-149） 93

7.2.3 其他毒物 95

复习思考题 96

第8章 反应堆启动与停堆 98

8.1 反应堆启动 98

8.1.1 概述 98

8.1.2 基本原理 98

8.1.3 堆芯首次临界和换料后堆芯首次临界 100

8.1.4 堆芯恢复临界 101

8.2 反应堆停堆 108

8.2.1 停堆裕度 108

8.2.2 停堆深度 109

8.2.3 最小停堆硼浓度 110

复习思考题 111

第9章 反应堆物理试验与堆芯监督 113

9.1 概述 113

9.2 启动物理试验 113

9.2.1 堆芯装料临界安全监督试验 114

9.2.2 堆芯卸料临界安全监督试验 118

9.2.3 堆芯临界试验 118

9.2.4 校验堆外核测仪表系统探测器的线性与重叠 122

9.2.5 零功率物理试验范围的确定（即多普勒发热点寻找试验） 123

9.2.6 反应性仪的校刻试验 124

9.3 零功率物理试验 127

9.3.1 临界硼浓度测量试验 127

9.3.2 零功率下慢化剂温度系数测量试验 130

9.3.3 零功率功率分布测量 133

9.3.4 控制棒组微积分价值测量试验 135

9.3.5 最小停堆硼浓度测量 141

9.3.6 零功率模拟“弹棒”试验 141

9.4 提升功率物理试验 142

9.4.1 反应堆热功率测量 143

9.4.2 根据热平衡测量结果计算反应堆冷却剂流量 148

9.4.3 堆芯功率分布测量试验 150

9.4.4 堆外通量测量电离室刻度试验 150

9.4.5 功率系数与功率亏损测量 153

9.4.6 反应性系数测定 157

9.4.7 有功率模拟“弹棒”试验 160

9.4.8 有功率模拟“落棒”试验 160

9.4.9 落棒试验 160

9.4.10 氙振荡试验 162

9.5 堆芯日常监督与定期试验 163

9.5.1 日常堆芯监督 163

9.5.2 定期试验 164

复习思考题 165

第10章 反应堆热工水力基础 167

10.1 热工基础 167

10.2 堆内的导热过程 167

10.3 堆内的放热过程 168

10.4 堆内的辐射传热 169

10.5 堆内的输热过程 169

10.6 燃料元件的传热计算 170

10.6.1 热屏蔽的传热计算 172

10.6.2 单相流体的对流换热计算 173

10.6.3 蒸汽发生器内的传热计算 173

10.6.4 凝汽器内的传热计算 173

10.6.5 沸腾传热工况 174

10.6.6 凝结传热 176

10.7 水力学基础 176

10.7.1 单相冷却剂的流动压降 177

10.7.2 汽-水两相流动及其压降 178

10.7.3 堆芯冷却剂流量的分配 181

10.7.4 流动不稳定性 183

10.7.5 自然循环 184

复习思考题 185

第11章 核电厂效率与热力系统性能分析 187

11.1 汽轮机组的热力循环与效率 187

11.1.1 理想蒸汽热力循环 187

11.1.2 效率 192

11.1.3 热经济指标 193

11.2 汽轮机相关概念 193

11.2.1 汽轮机的分类 193

11.2.2 汽轮机容量的定义 194

11.2.3 核电厂汽轮机的特点 195

11.2.4 CP600核电厂汽轮机简介 195

11.3 汽轮机组热力系统 196

11.3.1 发电厂原则性热力系统的组成 196

11.3.2 CP600核电厂常规岛原则性热力系统 196

11.4 热力系统性能分析 198

11.4.1 常规热平衡法 198

11.4.2 热偏差法 199

11.4.3 等效焓降法 199

11.4.4 循环函数法 200

11.5 机组的热性能 200

11.5.1 定义 200

11.5.2 热性能指标的要素 200

11.5.3 热性能指标的意义与局限性 201

复习思考题 202

第12章 堆芯燃料管理 203

12.1 核燃料管理 203

12.1.1 基本物理量 203

12.1.2 核燃料管理的目标及主要任务 204

12.1.3 换料堆芯方案设计 206

12.2 堆芯监督管理 210

12.2.1 堆芯监督管理的目标和主要任务 210

12.2.2 堆芯跟踪管理（监测） 211

12.2.3 电厂燃料管理与堆芯监督规程及报告 211

12.3 燃料性能跟踪 212

12.4 运行梯形图的原理 212

12.4.1 梯形图包络线的定义和物理意义 213

12.4.2 AO与△I的参考值区域 214

12.4.3 功率分布限制 215

12.4.4 堆芯熔化预防措施 216

12.4.5 运行梯形图的限值 219

12.5 堆芯物理限值 221

12.5.1 反应性限值 221

12.5.2 升功率速率限制 221

12.5.3 热工水力限值 222

复习思考题 222

第13章 堆芯换料设计基础 224

13.1 堆芯装载方案的设计、审查和确定 224

13.1.1 能量需求的确定 224

13.1.2 燃料组件的选择 224

13.1.3 堆芯装载方案的设计 224

13.1.4 堆芯装载方案的审查和确定 224

13.2 燃料管理中长期规划 225

复习思考题 225

复习思考题参考答案 226