核动力装置

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。

核动力发动机工作原理
核动力发动机是一种利用核能产生的热能驱动飞行器或者船只运行的动力装置。

它的工作原理主要是利用核裂变或核聚变反应释放出的能量来加热工质，然后利用工质的膨胀驱动涡轮机或者喷气发动机来产生推力或者动力。

首先，核动力发动机利用核裂变或核聚变反应释放出的能量。

核裂变是指重核
裂变成两个或更多的轻核，同时释放出大量的能量。

而核聚变是指轻核融合成更重的核，同样也会释放出巨大的能量。

这些能量主要以热能的形式传递给工质，使工质的温度急剧升高。

其次，加热后的工质会被喷入涡轮机或者喷气发动机中。

在涡轮机中，高温高
压的工质会使涡轮机的叶片旋转，从而驱动飞机或船只前进。

在喷气发动机中，加热后的工质会被释放到喷气管中，产生高速喷射的气流，从而产生推力。

最后，核动力发动机的工作原理是利用核能产生的热能来驱动飞行器或者船只
运行。

它的优点是能源密度高，可以提供长时间的持续动力，适用于长途航行或者飞行任务。

但是也存在着核辐射、安全性、环境污染等方面的问题，需要严格的安全控制和监管。

总的来说，核动力发动机的工作原理是利用核能产生的热能来驱动飞行器或者
船只运行。

它的应用范围广泛，但是也需要严格的安全控制和监管。

希望未来能够有更多的技术突破，使核动力发动机能够更加安全、高效地应用于航空航天和航海领域。

参考文献：《空间热离子反应堆核动力装置核设计准则》，我国工程物理研究院，2007年。

一、序言空间热离子反应堆核动力装置是一种在航天飞行器上使用的核动力系统，它利用热离子反应堆产生的热能驱动推进系统，为太空探索提供了重要的动力支持。

在设计空间热离子反应堆核动力装置时，必须遵循一定的核设计准则，以确保其安全可靠、高效稳定地运行。

二、总体要求1. 安全性：空间热离子反应堆核动力装置在运行过程中必须保证辐射安全，防止核辐射泄漏对飞行器和地面人员造成危害。

2. 可靠性：核动力装置需要经受住各种环境和工作条件的考验，确保在长时间太空环境中稳定运行。

3. 高效性：要充分利用热离子反应堆的热能，提高动力装置的效率和性能。

4. 系统集成性：核动力装置必须具备良好的系统集成性，能够与飞行器其他部件有效地结合运行。

三、设计准则1. 设计基础（1）参考现有热离子反应堆技术和成熟的核动力系统设计经验，充分借鉴国际先进水平，并结合我国实际情况进行设计。

（2）对核动力装置的设计理念、工艺技术、材料选择等方面进行广泛调研和分析，确保设计的科学性和可行性。

2. 反应堆设计（1）核反应堆选择：根据太空任务的需求和对动力系统的功率要求选择合适的热离子反应堆类型，如固体氚反应堆或液态氚反应堆。

（2）堆芯结构设计：设计合理的堆芯结构，充分考虑反应堆材料、布局、冷却方式等因素，确保其稳定性和可靠性。

（3）燃料选择：选择合适的燃料形式和燃料组件，确保其热物理性能和辐照性能满足要求。

3. 推进系统设计（1）热能转换：设计高效的热能转换系统，将热离子反应堆产生的热能有效转换为推进系统所需的动力。

（2）推进介质选择：选择适宜的推进介质，如离子化气体或离子液体，确保其能够有效地转换为推力，同时避免对反应堆本身造成负面影响。

4. 安全与辐射保护（1）辐射控制：设计合理的辐射控制系统，包括辐射遮蔽、辐射监测与应急处理等，确保在各种工作状态下辐射水平符合安全标准。

核动力装置热工水力核动力装置的热工学水力是研究核动力装置的热工机理和水力学过程的重要基础，几乎涵盖了核动力装置的设计、运行、改造、安全分析和生态效益评估等领域。

表面热传导、对流和辐射运动，内部结构和液体循环，核动力装置的水动力效应，其水力学特性，热能及特征参数的计算，热机械系统的运行及控制模型，热能分配及外界干扰等，一直是核动力装置热力学研究的焦点和重点。

核动力装置的热工水力是核动力装置的基本学科。

研究的重点是热能传递，以及表面和内部元件的温度场和水力学组成。

热工水力主要是研究用于热机械系统装置的热能传送、传输、转动和储存过程和机理，以及热机械系统装置的水动力学特性。

核动力装置的热工水力包括温度场的计算、流体动力学和热力学模型、传热机理和与火力机械系统相关的内部流等。

核动力装置的热工水力研究的主要内容包括：传热机理的发展、液体的内部流动、平衡传热介质的热特性、温度场的模拟、温度场渗流的研究、表面热传导和流体动力学的分析、湍流传热的化学和物理效应的分析、复杂流动的研究、非稳态热传导机理的研究、结构变形与涡流传热的影响、冷却剂流动特性的研究、热喷射特性的研究等。

核动力装置的热工水力和热工学水力实验，是研究、设计、评估核动力装置的重要手段，运用功能分析方法，通过热工水力模型的实验，对核动力装置的内外结构设计进行深入研究，分析多种物理场和流体动力学特性，进而提高管道传热传质效率，提高核动力装置的安全可靠性和经济性，保证生态环境安全。

因此，核动力装置的热工水力是核动力装置设计、运行、改造、安全分析和生态效益评估技术领域中不可或缺的一员，它是实现核动力装置质量优化、运行可控性和可靠性提高的关键技术手段。

综上所述，核动力装置的热工水力的研究具有重要的意义，它不仅可以从理论和实验室的角度，分析和研究各种工况下核动力装置的特性，而且可以提供贴切的技术支持，为核动力装置的设计、安全运行和质量提升提供重要的理论依据，因此，热工水力的研究必将成为核动力装置发展的重要内容。

船舶核动力装置一、背景：1955年4月，世界上第一艘核动力船舶——美国核潜艇“舡鱼“号正式编队下水服役。

为了建造者艘核潜艇的动力装置，美国提前5年在艾德华州兴建了陆上模式堆，这就是世界上第一个核动力装置。

从那时起到现在的近50年时间里，世界上先后有近十个国家的约470多艘采用核动力推进的潜艇、水面舰艇、客货商船、矿砂船、破冰船等相继游弋在宽阔的海洋上了。

事实充分说明，船舶在使用核动力装置以后，船舶推进能源就又进入了一个崭新的阶段。

可以肯定，随着核能事业的发展，大规模建造核动力舰船，将会成为有关各国造船业今后十分关注的发展方向。

过去的两个多世纪，由于人类掌握了利用煤、石油等化石燃料产生动力的技术，使人们摆脱了单纯依靠人力、畜力进行劳动的困境，推动了社会生产突飞猛进的发展。

与有限的化学能源相比较，核能将会成为人类的一个全新的、蕴藏量更为丰富的动力资源，它必将有力地推动社会生产力的发展。

二、基本介绍：核动力装置以原子核裂变能作为产生推进动力的能源。

它包括核反应堆、为产生功率推动船舶前进所必需的有关设备以及为提供装置正常运行，保证对人员健康和安全不会造成特别危害的那些结构、系统和部件。

船舶核动力装置是以反应堆代替普通燃料来产生蒸汽的汽轮机装置。

它可以作为船舶的一种主动力装置。

核动力装置功率大，一次装填核燃料可以用上好几年。

装备核动力装置的舰船，几乎有无限的续航力。

所以核动力装置主要用于大型军舰和潜艇。

三、基本原理：核燃料在核动力装置的反应堆中产生裂变反应，释放巨大能量，被不断循环的冷却水吸收，后者又通过蒸汽发生器将热量传给第二个回路中的水，使之变为蒸汽后到汽轮机中作功。

基于中子引起这种反应后又产生更多的新中子，在一定的条件下，新中子又可能去轰击另一个可裂变的原子核，使之又分裂为两个次级裂变产物的部分，又再放出大量的能量和两到三个新中子；同样条件下，新中子又可能去轰击另外的又一个可裂变的原子核而连续不断地把这种裂变反应持续下去，连续不断地释放出能量。

小型核动力装置原理及应用小型核动力装置（Small Modular Reactor，SMR）是指功率小于300兆瓦的核反应堆系统。

与传统的大型核电站相比，小型核动力装置具有更小的体积、更低的成本和更高的灵活性。

它可以被广泛应用于各种领域，包括电力供应、热能产生、海上钻井平台和船舶动力等。

小型核动力装置的原理与大型核电站相似，都是利用核裂变过程中释放的能量进行发电或产生热能。

核裂变是指将重核（例如铀或钚）分裂成较轻的核片段时释放出巨大的能量。

在小型核动力装置中，通常使用浓缩的铀-235或钚-239作为燃料。

这些核燃料经过特殊设计的反应堆芯，通过稳控链式反应来控制核链式反应的速率。

小型核动力装置一般采用固体燃料，如铀-235或钚-239酸化物。

这些燃料通常以小球状或颗粒状的形式封装在复合材料中，以提供额外的保护。

核燃料在装置中长时间稳定运行，一般可运行多年或数十年而不需要停机更换燃料。

燃料在反应堆芯中裂变过程中产生的热量将传递给冷却剂。

在小型核动力装置中，冷却剂是维持反应堆温度稳定和控制反应速率的关键。

常用的冷却剂有潮汐冷却剂（例如水）和气体冷却剂（例如氦）。

核裂变产生的热量通过冷却剂传递给传热介质（如水或气体），而传热介质再通过热交换器将热能转移给蒸汽发生器或直接用于供热。

小型核动力装置由反应堆本体、传热系统、热交换器、控制系统和安全系统等组成。

反应堆本体是核裂变过程的核心区域，负责裂变反应的维持和调控。

传热系统负责将反应堆的热量传递给传热介质。

热交换器将传热介质中的热能转换为电能或热能。

控制系统负责监测和调控反应堆的运行状态，确保其在安全稳定的范围内运行。

小型核动力装置的应用非常广泛。

首先，它可以用于电力供应。

由于小型核动力装置体积小、建设周期较短，可以灵活地布置在临时或偏远地区，为当地提供可靠的电力供应。

其次，它可以用于热能产生。

小型核动力装置可以通过传热介质将核反应堆产生的热能转化为蒸汽或热水，用于加热或工业过程。

、[定义]：装置以原子核的裂变所产生的巨大能量通过工质（蒸汽或燃气）推动汽轮机或燃气轮机工作的一种装置。

其工作原理是：核反应堆将核能转化为热能，再利用冷却剂将热能输出堆芯，冷却剂携带的热量通过蒸汽发生器传递给二回路工质，工质受热形成蒸汽，蒸汽进入透平作功，带动螺旋桨转动。

舰艇核动力装置技术是指在舰艇核动力装置的建造、使用中所应用的技术。

[国外概况] 自1954年第一艘核动力潜艇问世以来，核动力装置技术获得了迅猛的发展。

目前，除核潜艇外，现役的核动力舰艇还有巡洋舰、驱逐舰和航空母舰，这些核动力舰艇主要集中在美国和俄罗斯。

一、舰艇核动力装置的优点1、核动力装置使核潜艇能在水下长期连续航行。

核动力装置以核能为能源，核裂变时不需要空气，因此核潜艇能在水下长期连续航行，其隐蔽性远远超过常规动力潜艇。

2、续航力不受限制。

核反应堆一次装料，可运行几年甚至几十年，如美国正在建造的"弗吉尼亚"级潜艇上使用的S9G反应堆，其寿命可达33年。

从而使核潜艇具有"无限"的续航力。

3、大功率。

现在已运行的舰艇动力反应堆，单堆功率在30~300兆瓦（MW）之间，有的核动力舰艇（如航空母舰）装有多个反应堆，强大的动力使得这些庞然大物能以20~50节的高航速航行。

二、国外舰艇核动力装置的应用概况目前，国外有美国、俄罗斯、英国和法国拥有了核动力潜艇，美国和法国拥有核动力航母，美国和俄罗斯拥有核动力巡洋舰。

表一给出了国外舰艇核动力装置的数量。

1、美国核动力装置的情况美国的舰艇核动力，基本上是在西屋公司和通用电气公司两大企业之间的竞争中发展的。

西屋公司设计和建造的是SW系列，包括一座陆上模式堆S1W，及S2W、S3W、S4W、S5W、S5Wa、S5W-Ⅱ、S6W等装艇堆。

通用电气公司设计和建造的是SG系列，包括S1G、S3G（双堆）、S5G、S7G、S8G六座陆上模式堆和S2G、S4G、S5G、S6G、S8G、S9G等装艇堆。