核动力设备及装置总复习..

核动力设备及装置总复习名词解释应力腐蚀：在腐蚀和应力的联合作用下导致金属自然破裂的现象晶间腐蚀：腐蚀沿着晶粒间界进行耗蚀：由于可溶性酸性磷酸盐的局部高浓缩，使管子产生均匀腐蚀而造成的一种腐蚀破坏形式凹痕：由于在管子与支撑板间的环形缝隙中产生的坚硬腐蚀产物所造成的压力而导致蒸汽发生器管子产生塑性变形，并引起支撑板变形以致破裂的一种腐蚀破坏现象微震磨损：由于振动使得支撑板和管子或相邻管子间发生冲击碰撞和滑动摩擦，从而使管子产生金属磨损，这种冲击和滑动运动是往复的，并且振幅很小。

临界热负荷：当热流密度达到由核态沸腾变为膜态沸腾所对应的值时，加热表面上的气泡很多，以致使很多气泡连成一片，覆盖了部分加热面。

由于气膜的传热系数低，加热面的温度会很快升高，而使加热面烧毁，则此时热流密度称为临界热负荷第一类传热恶化：由于换热偏离核态沸腾而造成的传热恶化第二类传热恶化：由于液膜蒸干而引起的传热恶化界限含气率：流通中蒸干点处得含气率质量含气率：单位时间内，流过通道某一截面的两相流体质量中气相所占的此例份额截面含气率：气液两相流道某一截面上，气相所占截面积与总流道截面积之比体积含气率：气相体积流量与两相流体总体积流量之比折算速度：在气液两相流道中，两相中的任意一相单独流过同一通道时的速度循环速度：指与气液两相混合物总质量流量相等的液相介质流过同一截面通道时的速度循环倍率：单位时间内，流过通道某一截面的两相流体总质量与其中的气相介质质量流量之比循环运动压头：由于截面两侧受到压力差，即两侧受力不平衡，从而流体产生流动，则称使流体产生流动的动力的压力差为循环运动压头循环运动有效压头：在循环回路的运动压头中，克服汽水混合物向上流动时产生的阻力后所剩余的压头，它等于下降空间阻力蒸汽发生器的静态特性：由于蒸汽发生器负荷变化而引起一回路冷却剂的平均温度和二回路工质压力变化的规律。

水滴状带盐：由于蒸汽带有水滴而使蒸汽带盐的方式分子状带盐：盐分子直接溶于蒸汽中，随着蒸汽被带出。

核动力装置复习资料（三）——邓立1.核能具有哪些特点？用作船舶核动力有哪些优越性？1核燃料具有极高的能量密度，核裂变不依赖氧气2核燃料船重比例小，有较大的续航能力和推进功率，提高潜艇的隐蔽性。

2.船用核动力装置的船用条件：1船舶受海洋条件影响，易产生摇摆和倾斜2易产生海上事故，如触礁等3船舶速度变化急剧，且幅度大，有时必须倒航4航行远离码头，基地补给困难5船内空间有限，所有设备必须重量轻、体积小6船上及港口人员密集，放射性防护极其重要7海洋气候潮湿，且含有盐分。

3.船舶轴输出功率与排水量、航速之间的关系：Ne=D2/3v s3/c kw 其中Ne-推进器功率，v s-航速，D-排水量c-海军部系数。

4.核动力装置的安全设计原则：a、多道屏蔽，b、纵深防御。

多道屏蔽：燃料元件包壳、一回路系统和承压边界、安全壳。

纵深防御：1第一级安全防御主要考虑对事故的预防2第二级放置运行中出现偏差而发展成事故3第三极是限制事故引起的放射性后果。

5.专职可靠性如何定义：指装置在规定的时间内，在规定的使用条件下能完成规定功能的能力。

它表示系统、机器、设备等的工作和性能的时间稳定性强度。

6.什么是装置的生命力：在战斗破损或事故破损时，装置能够保证或恢复其功能的能力；7.提高装置生命力的措施有哪些：1主动分组布置2应急、储备3考虑设备仪表的互换性4主要设备单独供电、设置应急供电系统5主要消耗品分散布置6具有破损报警及隔离装置。

8.一回路装置的基本任务：1供给冷却剂2热量传输3一回路压力保护4一回路水质净化5水质监测6废物处理。

9.主冷却剂系统有何功用？其设计要求有哪些？功能：1正常运行时传热，使二回路工质变为蒸汽2停堆时排出余热3事故时应急、冷却4提供承压边界。

要求：1保证堆芯充分冷却-有足够的流量2应有一定的自然循环能力-作战、安全性3主泵应有一定的惯性4一台主泵失效不能导致系统失效5满足适航性要求6满足承压边界完整性要求7系统双重设置。

核电厂系统及其设备复习题一、根据系统图，简要解释核能发电原理。

二、名词解释1）质能关系2）裂变3）临界状态4）反应性5）半衰期6）一回路7）PWR8）蒸汽发生器9）稳压器三、选择题1. T he nuclear power station provides ___ for the utility grid. •expensive electricity•base load•peak load•full load2. __specify the steps required to go from one operating state to another. •The codes•The NRC•The operators•The procedures3. When large decrease in turbine load the steam from the steam generators is sent to the__.•steam condenser•atmosphere•steam dump system•heat exchanger4. An excess of coolant inventory can result in a___.•power increase•temperature increase•reactor trip•turbine trip5. Following the coastdown of the coolant pumps, the core residual heat will be removed by___.•condensers•natural circulation•boiling heat transfer•emergency power6. The operation of a nuclear plant is ___than operating a modern fossil fuel power station.•easier•more difficult•rather•more complex7. The heat is transferred by the reactor coolant from the core to the___. •cecondary loop•outlet nozzles•steam generators•pressurizer8. The fuel rod provides___to the escape of fission products.•two barriers•three barriers•seals• a barrier9.The CEA guide tubes are made of__.•stainless steel•ceramic•zircaloy•B4C10. The helium inside the fuel cladding improves the ____.•characteristic•gap heat conductivity•gap heat convection•clad strain11. The CEA guide tubes are arranged___.•in the fuel assembly•around the fuel assembly•in the center of fuel assembly•outside the fuel assembly12. The coolant can ___through the guide tubes.•not flow•be•flow•pass13. There ___ steam generator(s) in each primary loop.•is one•are two•are there•is no14. At the top of the tube bundle shroud, ___ are mounted.•eggcrates•steam-water separators•plates•baffles15. There ___ in the system 80+ steam generator.•is one feedwater inlet•are two feedwater inlets•are three feedwater inlets•are many feedwater inlets16. The flywheel on the motor is to provide___.•energy•water•coastdown flow•torque17. The temperature of the water in the seal assembly is maintained within acceptable limits by___.•water•oil•steam•water and oil18. In accordance with the coolant temperature program,the average reactor coolant temperature is ____ when steam demand is increased.•constant•fall•raised•high19. In pressurized water reactors water is used as___.•moderator•coolant•both a and b•neither a nor b20. The thermal efficiency of PWRs is___.•more than 40%•about 30%•less than 10%•about 70%21. The space between the reactor vessel and the core barrel is the ___.•fuel rods•control rods•downcomer•plenum22. The ECCS is provided to___.•cool the core•control reactivity•control volume•drive pump23. There are___ successive barriers in PWR to prevent radioactivity escape.•two•three•four•five24. The containment enclose the_____.•reactor•reactor and pressurizer•primary system and secondary system•entire primary system25. From the text the safest nuclear power plant may be a __.•expensive one•cheap one•big one•small one26. Following a decrease in turbine load, the water pressure and temperature in the reactor__.•will increase•increase•decrease•will be unchanged27. A temperature decrease of reactor vessel water results in an___. •insertion of control rods•power decease•power increase•increase of reactivity28. Loss of power is a ___.•upset condition•abnormal increase•reactor trip•reactor shutdown accident29. Inadvertent auxiliary spray will result in____.•temperature decrease•power decrease•pressure decrease•abnormal condition30. The long-term control of core reactivity means adjustment of____. •control rods•boric acid•power output•coolant31. The burnable absorber rod assembly provides the capability of high absorber strength__.•in all its life•at the beginning of refueling•at the end of refueling cycle•during operation32. The fuel assemblies used in a reactor are__.•similar•different•three types•same33. In the fuel rod the spring is set on the___.•pellet column•spacer disc•end cap•top34. The CEA guide tubes are welded to the___.•spacer grids•lower end fittings•control rods•end cap35. The fuel spacer grids are made of__.•stiff arches•springs•plates•zircaloy strips36. After long time radiation the boron carbide will___.•decrease in mass•be swelling•increase in mass•be dissipated37. The economizer increases the cold leg side ___ before coolant leaving the steam generator.•flow rate•temperature•temperature difference•relative flow38. The water from the steam separators flows down into the ___.•economizer•shroud•bundle•evaporator section39. In the downcomer the water is___.•saturated•boiling•very cold•subcooled40. The pump is connected with the motor by a___.•diaphragm•tube•coupling•casing41. ___ pressurizer heaters are connected to proportional controllers.• A few•The remaining•Most of the•Many42. The fluid from economizer section is ___.•two-phase flow•boiling water•subcooled water•saturated water43. The amount of heat that has been converted in steam turbine is ___ that removed in condenser.•more than•less than•same as•similar to44. The hot primary fluid exchanges its heat with the secondary fluid in the__. •pressurizer•condenser•header•steam generators45. Residual heat-removal system remove the decay heat from the core___. •during plant operation•after plant shutdown•during start-up•during transient condition46. The ___ is connected to the spent fuel pond by transfer canal. •containment•pressure vessel•pipe•reactor cavity47. One of the important factors influencing containment design is __.•the size•the pressure inside•LOCA•economic48. A sodium hydroxide additive is provided to reduce__.•the iodine concentration•the pressure•the radioactivity•vapor四、解释如下蒸发流程图，阐述作用和工作原理。

注：本资料主要针对《核电厂系统及设备》臧希年编著第2版清华大学出版社2011年7月；笔者根据所学知识及综合一些其它资料汇编而成，分为课后习题解答与复习提纲两部分；本资料仅供读者作些参考，由于笔者知识有限，有些知识难免存在一些偏差，请批评指正。

2014年2月16日星期日第一部分：课后习题参考答案（2、3、4、5、7、8）第二章压水堆核电厂1.从电能生产的观点看，压水堆核电厂有哪些部分？各自有什么作用？答：从电能生产的角度看，压水堆核电厂分为核岛与常规岛，核岛利用核能生产蒸汽，常规岛利用蒸汽生产电能。

2.从热力循环的观点看，压水堆核电厂由几个回路组成？各自的作用是什么？答：压水堆核电厂主要由反应堆冷却剂系统（简称一回路），蒸汽和动力转换系统（又称二回路），循环水系统组成。

一回路生产蒸汽，二回路与三回路将蒸汽的热能转换为推动核汽轮机组转动的机械能。

3.核电厂的厂址须满足什么要求？答：应考虑三个方面①核电厂的本身特性。

核反应堆是一个强大的放射源，核电厂的热功率决定了反应堆内的放射性的总储量，在相同的运行条件下，堆内放射的总量与功率成正比。

②厂址的自然条件与技术要求。

应尽可能地避免或减少自然灾害（如地震，洪水，及灾难性气象条件）造成的后果，并应利于排出的放射性物质在环境中稀释③辐射安全要求。

⑴辐射安全应符合国家环境保护，辐射防护等法规和标准的要求⑵将核电厂设置在非居民区⑶考虑厂址周围的人口密度和分布。

4.核电厂主要有哪些厂房？核电厂主要有反应堆厂房（即安全壳），燃料厂房，核辅助厂房，汽轮机厂房和控制厂房。

5.解释名词：多道屏障，纵深防御，单一故障准则多道屏障：在所有情况下保证绝对控制过量放射性物质对外释放，核电厂设置了三道屏障，只有这三道屏障全部被破坏才会释放大量的放射性物质。

纵深防御：将安全有关的所有事项置于多重防御之下，在一道屏障失效后还有另一道屏障来弥补。

单一故障准则：当系统中某一部件不能执行其预定功能安全功能时，并不影响整个系统功能的执行。

核动力装置复习资料（二）——邓立1.负荷因子：单位时间内，核电站实质发电量与满功率运行的发电量之比。

2.应力腐蚀：在腐蚀和应力的联合作用下导致金属自然破裂的现象。

3.晶间腐蚀：腐蚀沿着晶粒间界进行称为晶间腐蚀，是由于金属的晶粒内部化学成分不同，有的地方晶粒间结合比较松弛，腐蚀介质常由此渗入金属晶格深处而形成的。

4.耗蚀：由于可溶性酸性磷酸盐的局部高浓缩，使管子发生均匀腐蚀而造成的一种腐蚀破坏。

5.凹痕：由于在管子与支撑板间的环形缝隙中产生的坚硬腐蚀产物所造成的压力而导致蒸汽发生器管子发生塑性变形，并引起支撑板变形以至破裂的一种腐蚀破坏现象。

6.微振磨损：在蒸汽发生器中，管子和支撑板间存在一定的间隙，当流体流动时，会引起管子振动，使得支撑板和管子或相邻管子间发生冲击碰撞和滑动摩擦，从而使管子发生了金属磨损，由于这种冲击和滑动运动是往复的，并且振幅很小，因此称为微振磨损。

7.临界热负荷：是指沸腾换热曲线上由核态转变为膜态沸腾的转折点所对应的热流密度。

8.第一类沸腾危机：由于换热偏离核态沸腾而造成的传热恶化。

9.第二类沸腾危机：由于液膜蒸干而引起的传热恶化。

10.界限含气率：流道中蒸干点处的含气率。

11.质量含气率：单位时间内，渡过通道某一截面的两相流体总质量中气相所占的比例份额。

12.截面含气率：气液两相流道某一截面上，气相所占截面积与总流道截面积之比。

13.体积含气率：气相体积流量与两相流体总体积之比。

14.折算速度：在气液两相流道中，两相中的任意一相单独流过同一通道时的速度。

15.循环速度：与气液两相混合物总质量流量相等的液相介质流过同一通道时的速度。

16.循环倍率：单位时间内，流过通道某截面的两相流体总质量与其中的气相介质质量流量之比。

17.循环运动压头：使流体产生流动的动力。

18.循环运动有效压头：在循环回路和运动压头中，克服汽水混合物向上流动时产生的阻力后所剩余的压头，他等于下降空间阻力。

核电站通用机械设备复习提纲（24学时）1．阀门按功能可分为几类（1）用于截断、节流：闸板阀、截止阀、蝶阀、隔膜阀、球阀、针形阀、旋塞阀（2）用于控制和调节流量：调节阀（3）用于单向保护：止回阀（4）用于超压保护：安全阀（5）用于压力调节：减压阀（6）用于阻汽排水及排除不凝性气体：疏水阀（7）用于高温、高压：高温高压阀1．常用截断、节流阀有哪些类型？闸板阀、截止阀、针形阀、蝶阀、隔膜阀、旋塞阀、球阀。

2．常用四种闸板阀的名称、结构特点和适用范围是什么？（1）整体式或单闸板式斜座闸阀结构特点：闸板是整体铸造或锻造件，闸板与斜支承座面的角一致，因此斜面契合封闭时确保了完好的密封性。

其斜度可以防止阀杆在打开时受力过大。

根据使用压力，一般闸板的形状是扁平、椭圆、圆柱—球形（高压）。

适用范围：由于闸板不能适应阀体的变形，不能用于介质温度将导致阀体热变形以及压力将导致阀体机械变形的工况。

适用于温度、压力变化不大的介质。

（2）双盘或双闸板式斜座闸阀结构特点：由两个分开的闸板铰接而成，两闸板之间可以有微小的位移，以适应阀体的变形。

适用范围：只适用于低压饱和蒸汽介质（3）自由膨胀式平行座阀结构特点：阀堵件由两个独立的圆盘或闸板组成，阀门关闭时，在膨胀作用下，两个闸板在各自座内可自由位移，阀中用弹簧将两个闸板隔开，并使闸板压在阀体内的平行支承座上。

弹簧的推力不足以保证密封，在阀门关闭时，流体的压力使压力侧的闸板离开支承座，而使无压侧的闸板压紧其支承座，流体压力越大，闸板压得越紧，从而保证了密封性。

适用范围：这种阀门的优点是对热变形不敏感，用于高温高压管路（水和蒸汽）中，不用于低压管路。

（4）止动装置式（楔止动式）平行座阀：结构特点：阀堵件由两个闸板构成，在闭合位置上，闸板由契子锁定。

通常锁定方式有两种：①单斜面楔止式：两个闸板通过位于中间斜面的相对位移，增大两闸板间距，使两闸板压紧在各自的支承座面上。

②中央楔止式：两闸板在闭合位置上，在两闸板中央由一个或几个楔子锁定适用范围：这种闸阀的优点是便于脱契开启，用于低压饱和蒸汽回路中。

反应堆严重事故：指堆芯大面积燃料包壳失效，威胁或破坏核反应堆压力容器或安全壳的完整性，引发反射性物质泄漏的事故。

最严重事故是堆芯熔化事故。

堆芯熔化从燃料包壳开始，燃料包壳收到两个方面的威胁，一方面是失去冷却，是燃料包壳过热，另一方面是堆芯中心通量大幅度增加，导致燃料释热增加，从而导致燃料膨胀和熔化。

严重事故对压力容器的威胁；事故造成的严重超压，由于内部温度过高或壁厚变薄使容器屈服破坏，哟与内部燃料与冷却剂反应产生氢气，氢气爆炸引起震动冲击。

减缓小破口事故后果的主要措施是：利用危急堆芯冷却系统，高压安全注射系统，安全注射水箱和低压安注系统。

大破口失水事故：反应堆主冷却剂管路出现的大孔径或双端剪切断裂同时失去厂外电源的事故，最严重的情况是反应堆冷却剂泵至反应堆入口的接管完全断裂。

失流事故：是指由于某些事故引起主冷却剂系统流量降低，堆芯流量变小。

失流事故导致主冷却剂系统强迫循环的流量急剧下降，使堆芯的传热急剧恶化，又因为整啊发起不能及时排走一回路热量，会导致主冷却剂的温度有所升高，系统的压力快速增大，产生的后果是使稳压器自动喷淋启动，也可能使安全阀打开。

反应性引入的主要原因有：控制棒意外抽出，控制棒弹出，硼浓度意外稀释。

这三种事故中，最严重的事故是弹棒事故，对弹棒事故的措施：利用硼浓度跟踪燃耗，减少停留在堆芯内的控制棒数量，负荷跟踪运行时，只允许部分控制棒部分地插入堆芯，控制棒到达插棒限制附近时，保护系统发出警报，这样可以保证弹棒时引入的反应性是有限的。

反应堆固有安全性：是指依靠核反应堆本身的设计特点，不依靠外界的能源和动力，所固有的安全性能。

固有安全性是保证核反应堆安全的基础，是从根本上杜绝反应堆重大事故的最有效的方法。

主要集中在非能动安全设施。

反应堆运行工况分析，有四类：在正常工况和运行瞬变，包括稳态运行和正常的启动，停堆，允许范围内的负荷变化，冷却剂系统升温升压等；中等频率时间，包括核反应堆寿期内预计出现的偏离正常运行的事件；稀有事故；极限事故。

核电站系统与设备复习资料一回路部分：1、了解压水堆核电厂的基本组成、工作原理、安全设计、环境保护，熟悉我国各主要核电站的堆型、功率、发展战略等。

基本组成：核岛（NI）、常规岛（CI）、电站配套设施（BOP）工作原理：一回路冷却剂循环：反应堆→蒸汽发生器→冷却剂泵→反应堆二回路工质循环：蒸汽发生器→汽轮机→凝汽器凝→给水泵→蒸汽发生器安全设计：严格遵守核电站安全三要素：反应性控制、堆芯冷却和放射性产物的包容。

采用了多道安全屏障和纵深防御的原则环境保护：对核电厂的放射性进行热屏蔽、生物屏蔽；设臵放射性废物处理系统；严格遵守核废物处理的原则：分类处理，尽量回收，把排放量和放射性水平减至最小。

核电发展战略：坚持发展百万千瓦级先进压水堆核电技术路线，目前按照热中子反应堆—快中子反应堆—受控核聚变堆“三步走”的步骤开展工作。

2、掌握反应堆的基本结构、组成，各功能组件的组成、原理等；压力容器内冷却剂的流动方向等。

基本结构：1、反应堆压力容器2、反应堆堆内构件3、堆芯4、驱动机构组成：堆芯、压力容器、堆内构件和控制棒驱动机构3、掌握RCP系统、各设备的主要功能、主要组成、重要特征参数、运行参数等，自然循环的原理。

系统主要功能：1、热量传输2、中子慢化3、反应性控制4、压力控制5、阻止放射性物质扩散6、稳压器的安全阀起超压安全保护作用系统组成：由反应堆和与其相连的三个环路组成，每条环路包含一台蒸汽发生器、一台主泵及相应的管道。

一台稳压器是三个环路公用，经波动管连接在一环路的热管段上。

运行参数：系统运行压力14.7~15.7MPa（常用15.5MPa）——指什么地方压力？（稳压器汽腔压力）（1）反应堆进口冷却剂温度280~300℃（2）反应堆出口冷却剂温度310~330℃（3）反应堆进出口冷却剂温升30~40℃自然循环的原理：蒸汽发生器位置高于反应堆的位置，在蒸汽发生器中，冷（水）柱和热（水）柱之间的密度差为工质的循环提供驱动压头。