核电与核能(整理版)

一、选择题：核电站的核燃料广泛使用的是U235。核燃料慢化剂均匀是什么堆？均匀堆能全面反应核燃料慢化剂性能优劣的是慢化比直接喷淋和再循环喷淋的区别，直接喷淋从材料水箱取水，再循环喷淋从地坑取水。在压水堆启动过程中，当一回路的温度低于160~180℃，压力低于2.8MPa下，余热排出系统来控制一回路的容积浓度，当一回路的温度高于160~180℃，SG（蒸汽发生器）来控制一回路的容积浓度。6.每单位长度燃料元件释放的热量是线功率.............面积....................................是面功率.............体积....................................是体积功率7.燃料包壳间隙的传热靠的是热传导，燃料包壳外壁与流体之间的传热靠的是热对流。8.在正常运行情况下，没有辐射或辐射小，在事故情况下，要考虑辐射问题，因为温度很高。9.核电厂一回路化容系统补偿的体积变化是由温度引起的。10.蒸汽发生器的水位指的是二次侧水面的水位。11.事故发生最多是蒸汽发生器管道破裂。12.第三代专注安全措施类型是能动与非能动混合型。13.高压安注和中压安注的区别，高压安注能动。中压安注非能动，低压安注能动。14.自然循环蒸汽发生器循环倍率>1，直流蒸汽发生器循环倍率=1。15.启动阶段辅助给水系统供水，正常运行阶段主给水系统供水。二、填空题1.在堆芯热功率不变的情况下，提高改变冷却剂的质量流量可以减少堆出入口温差。2.一回路的工作压力、反应堆冷却剂的进出口温度、流量和流速等参数的选择，直接影响了核电厂的安全性和经济性。3.压水堆本体由堆芯、堆芯支撑结构、反应堆压力容器及控制棒传动机构组成。4.压水堆系统有三道屏障，第一道是核燃料芯块和包壳；第二道是一回路边界与压力壳承压边界；第三道是安全壳。5.反应堆冷却剂系统可分为冷却系统、压力调节系统和超压保护系统。6.高/低压安注系统的工作分为直接注入阶段和再循环注入阶段。7.核电厂的纵深防御是指预防、监测、保护、缓解及应急。8.确保核反应堆安全性的三个措施：反应性控制、余热排出、放射性物质的包容。9.核能利用方式：核聚变、核裂变。10.安全注入系统通常分三个子系统：高压安全注入系统；蓄压箱注入系统；低压安全注入系统。三、名词解释裂变反应：指一个重核分裂成两个较小质量核的反应，它一般由一个核吸收一个中子引起，在这种反应中，核俘获一个中子并形成一个复合核，复合核经过很短时间（约10-14秒）的极不稳定的激化核阶段，然后分裂成两个主要碎片，同时放出数个中子和一定的能量。毒物反应：在裂变反应中存在的对热中子吸收截面较大的核素，称为毒物，它们对反应性的作用称为毒物效应。自持链式反应：在裂变反应中放出的中子与其他可裂变核碰撞，会进一步引起新的核裂变，从而放出第二代中子。如果反应如此不断地继续下去，这个过程就称为链式裂变反应，简称链式反应。如果不依靠外界补充中子而能持续下去，则称为自持链式反应。（链式反应如果不依靠外界补充中子而能持续下去，则称为自持链式反应）最小DNBR：临界热流密度与实际热流密度的比值称为DNBR，确保反应堆安全裕度工况下的实际热流密度对应的DNBR称为最小DNBR。缓发中子：裂变反应过程中约有不到1%的中子不是在反应过程中立即放出来的，而是在裂变后大约几秒钟到一分钟之间陆续发射出来称为缓发中子。瞬发中子：裂变反应过程中约有99.35%的中子是在反应过程中瞬间放出来的，称为瞬发中子。失水事故：一回路冷却由于环路承压边界泄露造成冷却剂流量丧失的事故。多普勒效应：燃料温度的变化继而引起中子共振吸收率的改变，从而产生反应性的反向补偿现象。有效增殖因数：对给定系统，新生一代的中子数和产生它的直属上一代中子数之比。弹棒事故：压水堆运行过程中由于控制棒驱动机构密封罩壳破裂，使全部压差作用在控制棒驱动轴上，从而引起控制棒迅速弹出堆芯的事故。四、问答1.辅助给水系统功能是什么？运行及事故过程的作用分别是什么？功能：向蒸汽发生器供水，都是兼容系统。作用：1）运行中，启动热备热停及过渡过程中向蒸汽发生器供水。2）事故工况下，也向蒸汽发生器提供应急水，直到余热排除系统投入运行。反应堆冷却剂系统的主要功能是什么？反应堆冷却剂系统的主要功能：1）在核电厂正常功率运行时将堆内产生的热量载出，并通过蒸汽发生器传给二回路工质，产生蒸汽，驱动汽轮机发电机组发电；2）在停堆后的第一阶段，经蒸汽发生器带走堆内的衰变热；3）系统的压力边界构成防止裂变产物释放到环境中的一道屏障；4）反应堆冷却剂和反射层作用；5）系统的稳压器用来控制一回路的压力，防止堆内发生偏离泡核沸腾，同时对一回路系统实行超压保护。3.化学和容积控制系统主要功能是什么？并简要说明各功能的目的？化学和容积控制系统（以下简称化容系统）保证反应堆冷却剂（RCP）所必需的三种功能，即：容积控制、化学控制和反应性控制。就是要吸收一回路的水容积变化，将稳压器的液位维持在整定值上。不同功率下稳压器液位的整定值是不同的，称为程序液位。就是要将一回路所有部件的腐蚀控制在最低限度，清除水内悬浮杂质，将一回路水的化学及放射性指标维持在规定的范围以内。就是通过调整一回路冷却剂的硼浓度来补偿由于燃耗和毒物（135Xe和149Sm）带来的负反应性变化、控制轴向功率偏差△I、控制R棒位在调节带内及保证停堆深度。4.安注系统在核安全方面的功能是什么？1）在一回路失水情况下，注入冷水，淹没堆芯，冷却燃料组件，确保堆芯的几何形状和完整性。2）在二回路蒸汽管道破裂的情况下，其首先注入的高浓度硼酸水所引入的负反应性可以补偿由于一回路的温度效应而引入的正反应性。3）补偿一回路流体损失，特别是当化容系统失效时，保证稳压器的水位。5.蒸汽发生器传热管破裂有哪些特征，可能产生哪些保护动作？主要特征：1）二回路及蒸汽发生器排污水的放射性增加；2）如果蒸汽发生器大气排放阀或安全阀动作，则有放射性释放到大气中；3）如果冷凝器可用，则其空气喷射器处放射性增加；4）安全壳大气相对湿度、温度、压力均不变化；5）一回路压力、水位下降。可能产生保护动作：1）稳压器压力低(131bar+P7)，引起紧急停堆；2）稳压器压力低低(119bar)，引起安全注入及安全壳A阶段隔离。6.核电厂的常规岛部分与火电厂相比有哪些区别（核电厂汽轮机特点）？1）新蒸汽参数在一定范围内边变化，常规火电厂汽轮机的新蒸汽参数在运行期间是不变的。2）蒸汽参数低，且多用饱和蒸汽。a.汽耗率约比常规电厂高一倍b.与高参数汽轮机相比，低压缸发出的功率比较大，达到整个机组功率的50%~60%c.排汽速度损失对效率有较大影响，这要求增大排汽流通截面以降低排汽速度3）体积流量大4）核汽轮机组多数级工作在湿蒸汽区5）采用汽水分离再热6）甩负荷容易超速7.失去主给水流量的主要原因是什么？故障后将由什么信号引起自动保护动作？1）失去主给水流量的主要原因：主给水管断裂；失去主给水泵或凝结水泵；由信号引起主给水控制阀或截止阀关闭。2）失去主给水后将由蒸汽发生器水位低低信号引起紧急停堆和辅助给水泵启动。稳压器的功能：建立并维持一回路系统的压力，避免冷却剂在反应堆内发生容积沸腾；稳压器在电厂稳态运行时，将一回路压力维持在恒定压力下；在一回路系统非稳定状态时，将压力变化限制在允许值以内；在事故时，防止一回路系统超压，维护一回路的完整性；作为一回路系统的缓冲容器，吸收一回路系统水容积的迅速变化。直流式蒸汽发生器特点：二次侧工质强迫循环。由给水泵输送给水流经传热管，经预热、蒸发、过热而达到所要求的温度。优点：尽管一次侧温度的限制，核电厂的直流蒸汽发生器只能产生微过热的蒸汽，可提高汽轮机工作的可靠性和循环热效率。缺点：不能进行连续排污，给水带入的盐分将沉积在传热管表面，导致传热热阻增加及传热管腐蚀问题。对传热管管材抗腐蚀性能和给水水质要求较高。因储水量少，热容小，对自动控制要求高。此外还存在水动力不稳定和整体脉动等问题，需注意解决。轴封泵的密封密封：避免反应堆冷却剂系统的水泄露至安全壳气空间。轴封组件的作用：保证在电厂正常运行期间从反应堆冷却剂系统沿主泵泵轴向安全壳气空间的反应堆冷却剂泄漏量基本为零。五、计算已知反应堆两个状态下的有效增值系数分别为k1=1.0025和k2=0.9975，计算各状态下的反应性以及反应性的变化。课堂上老师提到：1.一回路的承压边界：反应堆、蒸汽发生器、稳压器和主泵及连接管道。其中承压边界里