[科普中国]-核反应堆动力学

内容简介

《核反应堆动力学》核反应堆中存在着出现于毫秒至秒时间间隔内的短时间现象，也存在着出现于几小时或几十小时内的中等时间现象，还存在着若干月内或若干年内变化的长时间现象，因而是一个多时标的复杂动态过程和反馈过程。短时间现象包括了内核反应堆系统的预期变化或意外变化引起的中子通量密度的快速变化，这些变化通过反馈还会影响中子通量密度变化。这样的中子密度瞬变，对核反应堆事故分析和核反应堆安全，核反应堆运行(起动、停堆、负荷变化)，堆内中子通量密度变化的稳定性是至关重要的。

图书目录前言
第一篇 核反应堆中子动力学
第1章 中子动力学基本概念
1.1 中子动力学的基本概念
1.2 缓发中子
1.3 瞬发临界
1.4 反应堆周期
1.5 反应性
第2章 点堆动力学方程
2.1 点堆动力学方程
2.2 倒时方程
2.3 次临界的中子增殖特性
2.4 点堆动态方程的近似解
第3章 反应堆的逆动态分析方法
3.1 逆动态方程
3.2 逆动态方程的解及其应用
第4章 超临界瞬态变化
4.1 超缓发临界瞬变
4.2 超瞬发临界瞬变
第5章 反应堆的传递函数
5.1 零功率反应堆的传递函数
5.2 分布参数反应堆的传递函数
5.3 具有反馈的反应堆的传递函数
第6章 反应堆稳定性分析
6.1 反应堆线性系统稳定性
6.2 反应堆非线性系统稳定性
6.3 谅布诺夫第二方法在反应堆系统稳定性分析中的应用

第二篇 热工动力学
第1章 基本概念
1.1 系统的静力学特性和动力学特性
1.2 热力系统的主要特点
1.3 热力系统的一般建模方法
第2章 分布参数热工环节动力学特性
2.1 单相热工环节一维动力学模型
2.2 双相热工环节一维动力学模型
第3章 集总参数热工环节模型
3.1 单相集总参数对象动力学模型
3.2 两相集总参数对象动力学模型
3.3 分布参数热工对象的集总参数化动力学模型

第三篇 核动力厂的动态特性
第1章 核动力厂稳态调节方案
第2章 集中参数核动力厂的传递函数
2.1 核动力厂简化模型
2.2 系统各主要组成部分的微分方程
2.3 系统各主要组成部分的传递函数
第3章 简单核动力厂的动态特性分析
第4章 分布参数核动力厂的传递函数
4.1 分布参数环节的动态微分方程
4.2 主回路热力系统的传递函数
4.3 压水堆系统的动态特性
参考文献

核反应堆动力学模型简化问题核反应堆的动力学特性对反应堆控制系统的设计极为重要；对反应堆的动力学特性作比较分析需要借助于计算机仿真进行。不论什么样的控制系统仿真程序，其基本的、也是最重要的部分就是对控制对象核反应堆及其热传输系统的数学模型作易于计算机实现的数学处理（大型仿真程序还包括动力推进或发电部分)。

模型简化处理核反应堆是一个极为复杂的控制对象，特别是它的非线性和时空特性是处理的困难所在。从对它的时空模型处理为时变的“点堆”模型。已经是太为简化，1但“点堆”模型用于仿真计算仍然有非线性和时变参数的问题。针对这类问题，相继有一些文献给出了对应的模型处理的数值方法。就反应堆控制系统的设计而言，如何正确使用这些方法，或者说如何评价这些方法的有效性，是影响控制系统设计的关键性因素之一。2

在反应性小扰动下，利用反应堆“点堆”模型进行线性化处理。这样的简化模型有利于使用控制理论中的拉普拉斯变换转化为传递函数模型，并在此基础上对模型作频域分析。从工程设计的角度看，用定量的方式确定数值范围更有利于实际使用。这可以通过仿真计算验证来给出相应的数值范围。仿真计算是以研究堆的自稳定性分析为例，带有相应的热传输系统。

仿真结果及分析选择一个合适的对象模型是成功设计反应堆控制系统的重要前提。像核反应堆这种对象，由于其自身的复杂性，需要适当简化以利于仿真计算和设计分析。简化模型的有效性范围决定了仿真计算的真实性程度，这是核反应堆控制系统设计中必须要注意的问题。对模型处理不当，会带来不可接受的虚假成分。控制系统设计者需要从物理、热工和结构等方面对控制对象的动力学特性有正确的认识，来避免这样的问题，以期设计出良好的反应堆控制系统，保证相应工程的顺利实现。3