本書介紹了核反應(yīng)堆的基本設(shè)計(jì)原理。全書共分六章，內(nèi)容包括核動(dòng)力堆的發(fā)展方向和選型、設(shè)計(jì)概述、堆物理設(shè)計(jì)計(jì)算、熱工水力分析、堆結(jié)構(gòu)和燃料元件設(shè)計(jì)，以及安全分析。書中也介紹了計(jì)算、分析和設(shè)計(jì)中所用的計(jì)算機(jī)程序。
本書為核反應(yīng)堆工程與安全、能源和核能利用、核能與能源工程等專業(yè)的教材，也可供核反應(yīng)堆管理、設(shè)計(jì)和運(yùn)行人員以及關(guān)心核能利用的有關(guān)人員參考。
本書由張敬康主審，經(jīng)核反應(yīng)堆工程教材委員會(huì)核應(yīng)堆設(shè)計(jì)原理及安全課程組于1990年5月由花家宏主持召開的審稿會(huì)審定，同意作為高等學(xué)校試用教材。
本書是按1987年原核工業(yè)部教育司規(guī)定的對(duì)高等學(xué)校教材的要求編寫的，可作為核反應(yīng)堆工程與安全、能源與核能利用、核能與能源工程等專業(yè)的教材，也可供核反應(yīng)堆管理、設(shè)計(jì)和運(yùn)行人員參考。核能將在我國(guó)能源中占有愈來(lái)愈顯著的地位。根據(jù)我國(guó)情況開發(fā)和設(shè)計(jì)哪幾種堆型比較現(xiàn)實(shí)有效，這是值得分析的問(wèn)題。與此同時(shí)，用于核反應(yīng)堆實(shí)際開發(fā)、設(shè)計(jì)計(jì)算和審批等的步驟、方法和相應(yīng)的計(jì)算程序也就具有實(shí)際意義。這本書是從實(shí)用與發(fā)展的角度編寫的，其中結(jié)合實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程的壓水動(dòng)力堆物理設(shè)計(jì)計(jì)算部分占了較大比例，其他各章雖然也是著重于實(shí)際設(shè)計(jì)和應(yīng)用程序開發(fā)，但限于篇幅只能采取典型描述的方式。在堆型上重點(diǎn)放在我國(guó)近期主要發(fā)展的壓水動(dòng)力堆上。
首先，根據(jù)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃和對(duì)能源的需求情況，從資源、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)力量和國(guó)內(nèi)基礎(chǔ)等方面，綜合考察了從現(xiàn)在到下一世紀(jì)的能源供應(yīng)情況，提出了可供選擇的核裂變和聚變堆型
的技術(shù)特征。接著，在核反應(yīng)堆物理、熱工水力、結(jié)構(gòu)和安全分析等內(nèi)容上，由淺入深介紹了設(shè)計(jì)計(jì)算方法和程序，并列出了相應(yīng)的參考文獻(xiàn)。這些程序大都是目前適用的和正在開發(fā)應(yīng)用的。
在較地了解了核動(dòng)力工程內(nèi)容后，例如閱讀了格拉斯登和塞桑斯基合著的《核反應(yīng)堆工程》第三版，可以從本書中了解我國(guó)的情況及進(jìn)一步熟悉核反應(yīng)堆的設(shè)計(jì)計(jì)算。
王國(guó)力編著了第二、第三章，趙兆頤編著了第四章，賈寶山編著了第六章，曹棟興編著了其余章節(jié)并統(tǒng)稿。核工業(yè)第二研究設(shè)計(jì)院張敬康、徐及明及花家宏對(duì)本書稿進(jìn)行了審校，并與作者進(jìn)行過(guò)多次討論。核工業(yè)總公司核電部賀嘉忱參加了初審。上述有關(guān)人員及俞爾俊、李冶國(guó)、賀興章等參加了審定會(huì)，并提出了很多有益的意見，謹(jǐn)在此表示衷心的感謝。
限于水平，書中難免有片面、不妥，甚至是謬誤之處，深望讀者提出批評(píng)和改正意見。
及時(shí)章 緒論
及時(shí)節(jié) 引言
第二節(jié) 核能在我國(guó)能源發(fā)展中的作用
第三節(jié) 典型核動(dòng)力堆
一、壓水堆
二、重水堆
三、高溫氣冷堆
四、鈉冷快中子堆
五、聚變－裂變混合堆
第四節(jié) 本書的內(nèi)容和范圍
參考文獻(xiàn)
第二章 核反應(yīng)堆設(shè)計(jì)概論
及時(shí)節(jié) 引言
第二節(jié) 堆芯設(shè)計(jì)綜述
一、堆芯物理設(shè)計(jì)
二、堆芯熱工水力設(shè)計(jì)
三、堆芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
四、安全評(píng)價(jià)與經(jīng)濟(jì)分析
第三節(jié) 堆芯設(shè)計(jì)準(zhǔn)則
一、堆芯物理設(shè)計(jì)準(zhǔn)則
二、堆芯熱工設(shè)計(jì)準(zhǔn)則
第四節(jié) 堆芯方案設(shè)計(jì)計(jì)算流程
一、堆芯總體方案設(shè)計(jì)模塊
二、宏觀群常數(shù)模塊
三、通量－功率－反應(yīng)性模塊
四、熱工－水力模塊
五、控制－調(diào)節(jié)模塊
六、燃耗模塊
七、燃耗經(jīng)濟(jì)分析模塊
第五節(jié) 堆芯主要參數(shù)的確定
一、堆芯方案設(shè)計(jì)的任務(wù)
二、堆芯幾何大小的確定
三、基本燃料柵元的確定
四、反應(yīng)性控制設(shè)計(jì)
五、堆芯內(nèi)燃料管理方案設(shè)計(jì)
六、堆芯熱工參數(shù)的確定
參考文獻(xiàn)
第三章 堆芯物理設(shè)計(jì)計(jì)算
及時(shí)節(jié) 堆芯物理設(shè)計(jì)計(jì)算綜述
一、設(shè)計(jì)計(jì)算流程
二、設(shè)計(jì)計(jì)算的計(jì)算機(jī)程序
第二節(jié) 群常數(shù)的計(jì)算
一、引言
二、核截面數(shù)據(jù)庫(kù)
三、計(jì)算少群常數(shù)的基本方法
四、柵元的平均少群常數(shù)計(jì)算程序(LEOPARD)
五、燃料組件平均的少群常數(shù)計(jì)算
第三節(jié) 功率分布和反應(yīng)性設(shè)計(jì)計(jì)算
一、引言
二、基本的計(jì)算理論
三、功率分布及不均勻系數(shù)
四、反應(yīng)性設(shè)計(jì)計(jì)算
五、動(dòng)態(tài)參數(shù)的計(jì)算
第四節(jié) 燃耗分析和堆芯燃料管理
一、引言
二、燃耗分析的基本方法
三、燃耗計(jì)算程序簡(jiǎn)介
四、燃料柵元燃耗計(jì)算
五、堆芯燃耗計(jì)算與燃料管理
參考文獻(xiàn)
第四章 堆芯熱工水力設(shè)計(jì)
及時(shí)節(jié) 引言
一、熱工水力設(shè)計(jì)的主要任務(wù)
二、計(jì)算模型和數(shù)值分析方法
三、設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇
第二節(jié) 單通道模型穩(wěn)態(tài)熱工設(shè)計(jì)
一、一般步驟和方法
二、平均通道計(jì)算
三、熱通道計(jì)算
第三節(jié) 子通道模型熱工分析
一、引言
二、流體動(dòng)力學(xué)方程
三、兩相流模型
四、方程的求解
五、全堆芯分析
參考文獻(xiàn)
第五章 核反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)和燃料元件的設(shè)計(jì)
及時(shí)節(jié) 引言
第二節(jié) 典型核反應(yīng)堆簡(jiǎn)述
一、壓水堆
二、重水堆
三、高溫氣冷堆
四、鈉冷快中子堆
五、聚變－裂變混合堆
第三節(jié) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)述
一、反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其作用
二、反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求
三、燃料元件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
四、輕水堆燃料元件設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和限制
第四節(jié) 輕水堆燃料元件簡(jiǎn)化模型程序
一、程序適用范圍
二、計(jì)算步驟與公式
第五節(jié) 燃料元件微觀模型程序
一、假設(shè)條件
二、力學(xué)方程
三、應(yīng)力的位移解法
四、軸向力平衡
五、時(shí)間步進(jìn)
六、芯塊開裂的影響
第六節(jié) 高溫氣冷堆燃料元件
一、石墨包殼的輻照壽命
二、力學(xué)方程
三、有限元解法
參考文獻(xiàn)
第六章 反應(yīng)堆安全分析
及時(shí)節(jié) 引言
一、反應(yīng)堆安全分析的目的
二、運(yùn)行與事故工況的分類及其驗(yàn)收準(zhǔn)則
第二節(jié) 安全分析模型與程序概論
一、核電廠系統(tǒng)分析模型與程序
二、核電廠部件分析程序
三、堆芯中子物理分析程序
四、燃料元件行為分析程序
五、放射性后果分析程序
第三節(jié) 典型安全分析程序
一、TRAC－PF1的流體動(dòng)力學(xué)模型
二、構(gòu)件熱傳導(dǎo)模型
三、數(shù)值處理和求解方法
四、系統(tǒng)的部件?；?/p>
第四節(jié) 典型事故的安全分析
一、壓水堆系統(tǒng)的部件劃分
二、壓力容器內(nèi)的節(jié)段劃分
三、穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)計(jì)算結(jié)果的分析
第五節(jié) 反應(yīng)堆概率安全評(píng)價(jià)方法
一、概率安全評(píng)價(jià)的基本方法
二、主要研究成果及方法的局限性
參考文獻(xiàn)
附錄A ASME規(guī)范中的一些規(guī)定
附錄B 彈性力學(xué)中的基本符號(hào)與公式
附錄C 國(guó)際單位制(SI)
