为了保证反应堆的安全，在水堆设计中总是要求燃料元件表面的最大热流密度小于临界热流密度。为了定量地表示这个安全要求，如第1章所述，引用了临界热流密度比这个概念。所谓临界热流密度比，就是指用适当的关系式计算得到的冷却剂通道中燃料元件表面某一点的临界热流密度q″crit，c（z）与该点的实际热流密度q″的比值，通常用符号DNBR来表示。其定义式为：

DNBR（z）值沿冷却剂通道长度是变化的，其最小值成为最小临界热流密度比或最小偏离核态沸腾比，记为MDNBR或Rmin。如果临界热流密度的计算公式没有误差，则当最小DNB比等于1时，表示燃料元件表面发生烧毁。为了保证堆的安全，在水堆的热工设计中，把最小DNBR不小于某一规定值作为堆热工设计准则之一。对于堆的稳态工况和预计的事故工况，都要分别定出最小DNBR的规定值。其具体数据依照所选用的计算公式而定。以使用W-3公式为例，压水堆稳态额定工况时一般可取Rmin为1.8～2.2，而对于预计的常见事故工况，则要求Rmin大于1.3。

燃料元件释热率沿轴向分布不均。而冷却剂的焓又沿着通道轴向越来越高，由于这两种因素的共同作用，最小DNBR既不是发生在燃料元件最大表面热流密度处，也不是发生在燃料元件冷却剂通道出口处，而是发生在最大热流密度点后面某个位置上，图5-9示出了压水堆的DNBR沿轴向z的变化。

图5-9　燃料元件表面热流密度和DNBR沿轴向变化的示意图(www.daowen.com)

—堆芯平均热流密度；qn—平均管轴向名义热流密度；qh—热管轴向热流密度；qDNB，c—专门CHF公式计算的热流密度

对于堆运行的不同寿期和不同的控制棒下插位置，会有不同的最小DNBR值。在堆热工设计中应考虑到这一点，即在堆的整个运行寿期内，在稳态额定工况下的最小DNBR值仍在热工设计准则规定的允许范围内。

计算热管轴向DNBR（z）的式（5-72）还可以改写为如下形式：

式（5-73）中已对定位格架和冷壁效应进行了修正，对热流分布不均匀的影响也已包含在q″DNB，c（z）中。