2025年大学《核工程与核技术-核反应堆热工水力》考试参考题库及答案解析

2025年大学《核工程与核技术-核反应堆热工水力》考试参考题库及答案解析单位所属部门：________姓名：________考场号：________考生号：________一、选择题1.核反应堆一回路冷却剂的主要功能是（）A.带走反应堆芯的热量B.引发核裂变反应C.控制反应堆的功率D.保护反应堆堆芯答案：A解析：核反应堆一回路冷却剂的主要功能是吸收反应堆芯产生的热量，并将其传递到蒸汽发生器或其他热交换设备，从而实现能量的转换和传输。引发核裂变反应是中子引起的，控制反应堆的功率是通过控制棒和调节棒实现的，保护反应堆堆芯是通过屏蔽材料和冷却剂循环实现的。2.核反应堆堆芯冷却剂的热传递方式主要是（）A.对流B.辐射C.传导D.蒸发答案：A解析：核反应堆堆芯冷却剂的热传递方式主要是通过对流进行热量传递，冷却剂在压力作用下流动，通过不断循环将堆芯产生的热量带走。辐射和传导在热传递中也有一定的作用，但不是主要方式。蒸发不是冷却剂的热传递方式。3.核反应堆蒸汽发生器的主要功能是（）A.产生蒸汽B.冷却反应堆芯C.控制反应堆功率D.凝结蒸汽答案：A解析：核反应堆蒸汽发生器的主要功能是将一回路冷却剂的热量传递给二回路水，使二回路水变成蒸汽，从而驱动汽轮发电机组发电。冷却反应堆芯是冷却剂的功能，控制反应堆功率是通过控制棒和调节棒实现的，凝结蒸汽是冷凝器的功能。4.核反应堆一回路水的压力主要作用是（）A.提高水的沸点B.增加水密度C.增加水粘度D.增加水导热系数答案：A解析：核反应堆一回路水的压力主要作用是提高水的沸点，使得在高温下水仍然保持液态，从而能够安全地传递反应堆芯产生的热量。压力的增大会使水的沸点升高，而与水的密度、粘度和导热系数没有直接关系。5.核反应堆冷却剂循环方式主要有（）A.自然循环B.强制循环C.混合循环D.以上都是答案：D解析：核反应堆冷却剂循环方式主要有自然循环、强制循环和混合循环三种方式。自然循环是依靠冷却剂因受热膨胀和重力作用产生的流动，强制循环是依靠泵强制推动冷却剂流动，混合循环是自然循环和强制循环的结合。6.核反应堆堆芯出口温度过高会导致（）A.反应堆功率增加B.冷却剂沸腾C.堆芯损坏D.控制棒失效答案：C解析：核反应堆堆芯出口温度过高会导致堆芯损坏，因为高温会使堆芯材料性能下降，甚至发生熔化，从而影响反应堆的安全运行。反应堆功率增加是堆芯温度升高的原因之一，而不是结果。冷却剂沸腾和控制棒失效也与堆芯出口温度过高有关，但不是直接结果。7.核反应堆冷却剂流动阻力主要来自（）A.冷却剂管道B.堆芯结构C.控制棒D.以上都是答案：D解析：核反应堆冷却剂流动阻力主要来自冷却剂管道、堆芯结构和控制棒。冷却剂在管道中流动时会产生摩擦阻力，在通过堆芯结构时会产生局部阻力，通过控制棒时也会产生阻力，这些阻力共同构成了冷却剂流动的总阻力。8.核反应堆蒸汽发生器传热管失效会导致（）A.一回路压力升高B.二回路压力升高C.堆芯冷却失效D.反应堆功率下降答案：C解析：核反应堆蒸汽发生器传热管失效会导致堆芯冷却失效，因为传热管是连接一回路和二回路的桥梁，其失效会导致一回路的热量无法传递到二回路，从而使堆芯过热。一回路和二回路压力升高以及反应堆功率下降都与堆芯冷却失效有关，但不是直接结果。9.核反应堆冷却剂沸腾会导致（）A.冷却剂流动性下降B.传热效率提高C.堆芯温度均匀D.控制棒效果增强答案：A解析：核反应堆冷却剂沸腾会导致冷却剂流动性下降，因为沸腾产生的气泡会阻碍冷却剂的流动，从而降低冷却剂的流速和流量。传热效率提高、堆芯温度均匀和控制棒效果增强都与冷却剂沸腾无关，甚至沸腾会降低这些效果。10.核反应堆冷却剂流动不稳定性会导致（）A.反应堆功率波动B.冷却剂温度波动C.堆芯损坏D.以上都是答案：D解析：核反应堆冷却剂流动不稳定性会导致反应堆功率波动、冷却剂温度波动和堆芯损坏，因为流动不稳定会导致堆芯局部过热或过冷，从而影响反应堆的功率稳定性和安全性。11.核反应堆一回路压力容器的主要功能是（）A.容纳冷却剂B.承受高温高压C.分离一回路和二回路D.以上都是答案：D解析：核反应堆一回路压力容器的主要功能是容纳冷却剂、承受高温高压以及分离一回路和二回路。压力容器是核反应堆的核心部件，它必须能够承受反应堆运行过程中产生的高温高压，并确保一回路和二回路之间的完全隔离，以防止二回路的水进入一回路。12.核反应堆堆芯结构的主要作用是（）A.支撑燃料棒B.包裹堆芯C.控制中子泄漏D.以上都是答案：D解析：核反应堆堆芯结构的主要作用是支撑燃料棒、包裹堆芯以及控制中子泄漏。堆芯结构通常由燃料组件、控制棒驱动机构、可燃毒物和反射层等组成，它不仅为燃料棒提供支撑，还形成了一个封闭的空腔，以减少中子的泄漏，提高反应堆的效率。13.核反应堆控制棒的主要功能是（）A.吸收中子B.产生中子C.控制反应堆功率D.以上都是答案：C解析：核反应堆控制棒的主要功能是控制反应堆功率，它是通过吸收中子来实现的。控制棒通常由镉、硼或铟等中子吸收材料制成，可以插入或拔出堆芯，从而调节反应堆的中子通量分布和反应堆功率。产生中子不是控制棒的功能，而是燃料棒的功能。14.核反应堆蒸汽发生器常用的传热管材料是（）A.不锈钢B.镍基合金C.铜合金D.以上都是答案：D解析：核反应堆蒸汽发生器常用的传热管材料包括不锈钢、镍基合金和铜合金等。这些材料具有良好的耐腐蚀性、高温高压下的机械性能和传热性能，能够满足蒸汽发生器运行的要求。具体选择哪种材料取决于反应堆的类型、运行参数和成本等因素。15.核反应堆冷却剂流动速度对传热的影响是（）A.速度越快，传热越差B.速度越快，传热越好C.速度对传热没有影响D.速度影响取决于流动状态答案：D解析：核反应堆冷却剂流动速度对传热的影响取决于流动状态。在层流状态下，流动速度越快，传热越好；但在湍流状态下，传热效率的提高幅度会逐渐减小，并且过快的流动速度可能会导致传热管振动和疲劳等问题。因此，需要根据反应堆的具体情况优化冷却剂的流动速度。16.核反应堆堆芯功率分布不均匀会导致（）A.反应堆效率降低B.堆芯损坏C.冷却剂流动不稳定性D.以上都是答案：D解析：核反应堆堆芯功率分布不均匀会导致反应堆效率降低、堆芯损坏和冷却剂流动不稳定性。功率分布不均匀会导致堆芯局部过热，从而影响反应堆的效率和安全性。同时，局部过热还可能导致冷却剂流动不稳定性，进一步加剧堆芯损坏的风险。17.核反应堆冷却剂沸腾危机的主要特征是（）A.冷却剂流量急剧下降B.堆芯出口温度急剧上升C.冷却剂密度急剧下降D.以上都是答案：D解析：核反应堆冷却剂沸腾危机的主要特征是冷却剂流量急剧下降、堆芯出口温度急剧上升和冷却剂密度急剧下降。沸腾危机是一种严重的事故工况，它会导致堆芯冷却失效，从而引发堆芯损坏。因此，必须采取措施防止沸腾危机的发生。18.核反应堆自然循环的主要驱动力是（）A.冷却剂密度差B.冷却剂压力差C.冷却剂温度差D.冷却剂粘度差答案：C解析：核反应堆自然循环的主要驱动力是冷却剂温度差。自然循环是依靠冷却剂因受热膨胀和冷却收缩而产生的密度差，以及重力作用产生的流动。温度差越大，密度差就越大，自然循环就越强烈。19.核反应堆强制循环的主要目的是（）A.提高冷却剂流动性B.提高传热效率C.防止沸腾危机D.以上都是答案：D解析：核反应堆强制循环的主要目的是提高冷却剂流动性、提高传热效率和防止沸腾危机。强制循环是依靠泵强制推动冷却剂流动，它可以提高冷却剂的流速和流量，从而提高传热效率，并防止因冷却剂流动缓慢而引发的沸腾危机。20.核反应堆热工水力分析的主要目的是（）A.确定反应堆的运行参数B.评估反应堆的安全性能C.优化反应堆的设计D.以上都是答案：D解析：核反应堆热工水力分析的主要目的是确定反应堆的运行参数、评估反应堆的安全性能和优化反应堆的设计。热工水力分析是核反应堆工程中的一个重要领域，它涉及到反应堆冷却剂流动、传热和两相流等方面的研究，对于反应堆的安全运行和设计优化具有重要意义。二、多选题1.核反应堆一回路的主要组成部件包括（）A.压力容器B.燃料棒C.冷却剂泵D.蒸汽发生器E.控制棒答案：ACE解析：核反应堆一回路是直接与堆芯接触，负责将堆芯产生的热量传递出来的回路。其主要组成部件包括容纳堆芯的压力容器、循环冷却剂的泵以及连接堆芯和蒸汽发生器的管道等。燃料棒是放在堆芯中产生能量的，属于二回路部件。蒸汽发生器是一回路和二回路之间的热交换设备，控制棒用于调节反应堆功率，它们不属于一回路的主要组成部件。2.核反应堆二回路的主要功能是（）A.冷却反应堆芯B.产生蒸汽C.驱动汽轮发电机组D.凝结蒸汽E.控制反应堆功率答案：BCD解析：核反应堆二回路是利用一回路传递过来的热量产生蒸汽的回路。其主要功能包括将一回路的热量传递给水，产生蒸汽（B），驱动汽轮发电机组发电（C），以及将做功后的蒸汽凝结成水，以便重新送回蒸汽发生器（D）。冷却反应堆芯是冷却剂的功能，控制反应堆功率是通过控制棒和调节棒实现的，它们不属于二回路的主要功能。3.核反应堆冷却剂循环方式包括（）A.自然循环B.强制循环C.混合循环D.热虹吸循环E.泵强制循环答案：ABC解析：核反应堆冷却剂循环方式主要包括自然循环、强制循环和混合循环三种。自然循环是依靠冷却剂自身因受热膨胀和冷却收缩产生的密度差以及重力作用驱动的循环。强制循环是依靠泵强制推动冷却剂流动。混合循环是自然循环和强制循环的结合。热虹吸循环和泵强制循环都属于强制循环的具体形式，但循环方式的主要分类是三种。4.核反应堆蒸汽发生器的主要类型有（）A.管壳式B.管板式C.锅炉式D.热管式E.核电站式答案：AD解析：核反应堆蒸汽发生器的主要类型包括管壳式和热管式。管壳式蒸汽发生器是传统的类型，其传热管是直管，而热管式蒸汽发生器利用热管作为传热元件，具有结构简单、传热效率高等优点。管板式、锅炉式和核电站式不是蒸汽发生器的标准分类方式。5.核反应堆冷却剂流动不稳定性的影响因素包括（）A.冷却剂流量变化B.堆芯功率分布不均匀C.冷却剂温度变化D.堆芯几何形状变化E.冷却剂物性变化答案：ABCE解析：核反应堆冷却剂流动不稳定性是反应堆运行中可能出现的一种事故工况，其影响因素主要包括冷却剂流量变化（A）、堆芯功率分布不均匀（B）、冷却剂温度变化（C）以及冷却剂物性变化（E）。堆芯几何形状变化通常不是直接原因，但可能间接影响功率分布和流动。6.核反应堆堆芯功率分布不均匀的原因有（）A.堆芯几何形状偏差B.燃料棒性能差异C.控制棒位置不当D.冷却剂流动不均匀E.冷却剂温度过高答案：ABCD解析：核反应堆堆芯功率分布不均匀的原因是多方面的，主要包括堆芯几何形状偏差（A）、燃料棒性能差异（B）、控制棒位置不当（C）以及冷却剂流动不均匀（D）等。冷却剂温度过高本身不是原因，而是功率分布不均匀可能导致的结果。7.核反应堆冷却剂沸腾可能导致（）A.冷却剂流动性下降B.传热恶化C.堆芯温度不均匀D.堆芯损坏E.反应堆功率增加答案：ABCD解析：核反应堆冷却剂沸腾是指冷却剂在流经堆芯时发生部分汽化现象。沸腾会导致冷却剂流动性下降（A），由于蒸汽的导热系数远低于液体，会导致传热恶化（B），从而可能引起堆芯温度不均匀（C），严重时可能导致堆芯损坏（D）。反应堆功率增加是引起沸腾的原因之一，而不是沸腾的结果。8.核反应堆一回路压力容器的主要特点有（）A.高强度B.高密封性C.高耐腐蚀性D.大容积E.轻便结构答案：ABCD解析：核反应堆一回路压力容器是承受反应堆运行过程中高温高压的关键部件，其主要特点包括高强度（A）、高密封性（B）、高耐腐蚀性（C）和大容积（D），以容纳整个一回路系统。压力容器需要厚重且坚固，因此不是轻便结构。9.核反应堆控制棒系统的主要功能有（）A.吸收中子B.调节反应堆功率C.控制反应堆启动和停堆D.引发核裂变E.保护反应堆免受过热答案：ABCE解析：核反应堆控制棒系统的主要功能是吸收中子（A）、调节反应堆功率（B）、控制反应堆启动和停堆（C）以及保护反应堆免受过热（E）。控制棒通过吸收中子来控制反应堆的链式反应速率，从而实现功率调节和反应堆的保护。引发核裂变是燃料棒的功能，不是控制棒的功能。10.核反应堆热工水力分析需要考虑的因素有（）A.冷却剂流量B.冷却剂温度C.冷却剂压力D.堆芯功率分布E.冷却剂物性答案：ABCDE解析：核反应堆热工水力分析是研究反应堆冷却剂流动、传热以及两相流等方面的学科，其分析需要考虑多种因素，包括冷却剂流量（A）、冷却剂温度（B）、冷却剂压力（C）、堆芯功率分布（D）以及冷却剂物性（E）等。这些因素相互影响，共同决定了反应堆的运行状态和安全性能。11.核反应堆一回路冷却剂的主要功能有（）A.带走反应堆芯的热量B.引发核裂变反应C.控制反应堆的功率D.保护反应堆堆芯E.将热量传递给二回路答案：AE解析：核反应堆一回路冷却剂的主要功能是带走反应堆芯产生的热量（A）并将其传递给蒸汽发生器或其他热交换设备，从而将热量传递给二回路（E），实现能量的转换和传输。引发核裂变反应是中子引起的，控制反应堆的功率是通过控制棒和调节棒实现的，保护反应堆堆芯是通过屏蔽材料和冷却剂循环实现的。12.核反应堆蒸汽发生器的作用包括（）A.产生蒸汽B.冷却反应堆芯C.将一回路热量传递给二回路D.凝结蒸汽E.控制反应堆功率答案：AC解析：核反应堆蒸汽发生器的主要作用是将一回路冷却剂的热量传递给二回路的水，使二回路水变成蒸汽（A），从而驱动汽轮发电机组发电。冷却反应堆芯是冷却剂的功能，凝结蒸汽是冷凝器的功能，控制反应堆功率是通过控制棒和调节棒实现的。13.核反应堆冷却剂循环方式的主要驱动力有（）A.重力B.密度差C.压力差D.泵的推动力E.温度差答案：BCD解析：核反应堆冷却剂循环方式的主要驱动力包括自然循环的重力（A）和密度差（B），强制循环的压力差（C）和泵的推动力（D）。温度差（E）是导致密度差的原因之一，但不是直接的驱动力。14.核反应堆堆芯功率分布不均匀的影响因素有（）A.堆芯几何形状偏差B.燃料棒性能差异C.控制棒位置D.冷却剂流动分布E.冷却剂出口温度答案：ABCD解析：核反应堆堆芯功率分布不均匀的影响因素包括堆芯几何形状偏差（A）、燃料棒性能差异（B）、控制棒位置（C）和冷却剂流动分布（D）。冷却剂出口温度（E）是功率分布不均匀的结果，而不是影响因素。15.核反应堆冷却剂沸腾可能导致（）A.冷却剂流动性下降B.传热恶化C.堆芯温度不均匀D.堆芯损坏E.反应堆功率增加答案：ABCD解析：核反应堆冷却剂沸腾是指冷却剂在流经堆芯时发生部分汽化现象。沸腾会导致冷却剂流动性下降（A），由于蒸汽的导热系数远低于液体，会导致传热恶化（B），从而可能引起堆芯温度不均匀（C），严重时可能导致堆芯损坏（D）。反应堆功率增加是引起沸腾的原因之一，而不是沸腾的结果。16.核反应堆一回路压力容器的主要功能是（）A.容纳冷却剂B.承受高温高压C.分离一回路和二回路D.支撑堆芯结构E.引导冷却剂流动答案：AB解析：核反应堆一回路压力容器的主要功能是容纳冷却剂（A）并承受反应堆运行过程中产生的高温高压（B），确保一回路系统的密闭性。分离一回路和二回路是蒸汽发生器的作用，支撑堆芯结构和引导冷却剂流动不是压力容器的功能。17.核反应堆控制棒的主要材料有（）A.镉B.铟C.铂D.硼E.钨答案：ABD解析：核反应堆控制棒的主要功能是吸收中子，常用的材料包括镉（A）、铟（B）和硼（D）等，这些材料具有良好的中子吸收截面。铂（C）和钨（E）不是常用的控制棒材料。18.核反应堆蒸汽发生器传热管常用的材料有（）A.不锈钢B.镍基合金C.铜合金D.钛合金E.铝合金答案：ABD解析：核反应堆蒸汽发生器传热管需要承受高温高压和腐蚀性介质的考验，常用的材料包括不锈钢（A）、镍基合金（B）和钛合金（D）等。铜合金（C）和铝合金（E）虽然也有一定的耐腐蚀性和导热性，但在核反应堆蒸汽发生器中的应用不如前三种材料广泛。19.核反应堆热工水力分析需要考虑的边界条件有（）A.堆芯入口温度B.堆芯出口压力C.冷却剂流量边界D.控制棒位置边界E.蒸汽发生器热负荷边界答案：ABCE解析：核反应堆热工水力分析需要考虑反应堆系统各部分的边界条件，包括堆芯入口温度（A）、堆芯出口压力（B）、冷却剂流量边界（C）以及蒸汽发生器热负荷边界（E）等。控制棒位置边界（D）主要影响中子通量和功率分布，对热工水力分析本身不是直接的边界条件。20.核反应堆冷却剂流动不稳定性可能引发（）A.反应堆功率波动B.冷却剂温度波动C.堆芯局部过热D.蒸汽发生器传热管振动E.反应堆自动停堆答案：ABCD解析：核反应堆冷却剂流动不稳定性会导致反应堆功率波动（A）、冷却剂温度波动（B），并可能引起堆芯局部过热（C），严重时可能导致蒸汽发生器传热管振动（D）。反应堆自动停堆（E）是应对流动不稳定性的一种保护措施，而不是其引发的结果。三、判断题1.核反应堆一回路冷却剂的主要功能是冷却反应堆堆芯。（）答案：正确解析：核反应堆一回路冷却剂的主要功能是吸收反应堆堆芯产生的热量，并将其传递到蒸汽发生器或其他热交换设备，从而实现能量的转换和传输。冷却反应堆堆芯是冷却剂的一个重要作用，但更准确地说，是带走热量。2.核反应堆蒸汽发生器是实现一回路和二回路热交换的核心部件。（）答案：正确解析：核反应堆蒸汽发生器的主要功能是将一回路冷却剂的热量传递给二回路水，使二回路水变成蒸汽，从而驱动汽轮发电机组发电。它是连接一回路和二回路的桥梁，是实现两者热交换的核心部件。3.核反应堆控制棒的主要作用是引发核裂变反应。（）答案：错误解析：核反应堆控制棒的主要作用是吸收中子，从而控制反应堆的链式反应速率，进而调节反应堆的功率。引发核裂变反应是燃料棒中重核吸收中子后的结果，控制棒是控制这一过程而非引发这一过程。4.核反应堆自然循环是依靠泵的推动力驱动的循环。（）答案：错误解析：核反应堆自然循环是依靠冷却剂自身因受热膨胀和冷却收缩产生的密度差以及重力作用驱动的循环，不需要泵的推动力。强制循环才是依靠泵的推动力驱动的循环。5.核反应堆冷却剂沸腾会导致传热恶化。（）答案：正确解析：核反应堆冷却剂沸腾是指冷却剂在流经堆芯时发生部分汽化现象。由于蒸汽的导热系数远低于液体，沸腾会导致传热恶化，从而可能引起堆芯局部过热。6.核反应堆一回路压力容器的材料需要具有极高的强度和耐腐蚀性。（）答案：正确解析：核反应堆一回路压力容器是承受反应堆运行过程中高温高压的关键部件，其材料必须具有极高的强度和耐腐蚀性，以确保压力容器的安全性和可靠性。7.核反应堆堆芯功率分布不均匀是正常现象，不会影响反应堆安全。（）答案：错误解析：核反应堆堆芯功率分布不均匀会导致堆芯局部过热，从而影响反应堆的安全运行。虽然一定程度的功率不均匀是难以完全避免的，但必须控制在安全范围内，并采取相应的措施进行调节和补偿。8.核反应堆冷却剂流动不稳定性会导致反应堆功率剧烈波动。（）答案：正确解析：核反应堆冷却剂流动不稳定性会导致冷却剂流量和温度的剧烈波动，进而影响反应堆的功率输出，导致反应堆功率剧烈波动。9.核反应堆热工水力分析只需要考虑正常工况下的参数。（）答案：错误解析：核反应堆热工水力分析不仅要考虑正常工况下的参数，还需要考虑事故工况下的参数，例如失水事故、两相流不稳定性等，以确保反应堆在各种工况下的安全运行。10.核反应堆蒸汽发生器传热管的材料选择主要考虑其经济性。（）答案：错误解析：核反应堆蒸汽发生器传热管的材料选择主要考虑其在高温高压和腐蚀性介质环境下的性能，例如强度、耐腐蚀性、抗辐照性等，以确保传热管的安全性和可靠性，而不是主要考虑其经济性。四、简答题1.简述核反应堆一回路冷却剂的主要功能和特点。答案：核反应堆一回路冷却剂的主要功能是吸收反应堆堆芯产生的热量，并将其传递到蒸汽发生器或其他