核工程与核技术专业《核电站系统与设备》复习题

一、填空题（共20分，每题2分）得分1.通常将一回路及核岛辅助系统、专设安全设施和厂房称为核岛。

2.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。

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.燃料组件骨架由24根控制棒导向管、1根中子注量率测量管与上下管座焊接而成。

5.蒸汽发生器是分隔一、二回路工质的屏障，它对于核电厂的安全运行十分重要。

6.稳压器的基本功能是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。

7.放射性废水有可复用废水和不可复用废水，可复用废水经过处理分离成水和硼酸再利用，这是硼回收系统的任务。

8.专设安全设施包括：安全注射系统、安全壳、安全壳喷淋系统、安全壳隔离系统、安全壳消氢系统、辅助给水系统和应急电源。

9.安全注入系统通常分为高压安全注入系统、蓄压箱注入系统、低压安全注入系统。

10.反应堆硼和水补给系统是一个两台机组共用的系统。

11.核电站运行中产生的放射性废气分为含氢废气和含氧废气。

12.核电厂主要厂房包括：反应堆厂房（安全壳）、燃料厂房、核辅助厂房、汽轮机发电厂房、控制厂房。

13.核电厂设计一般遵循的安全设计原则有：多道屏障、纵深防御、单一故障原则、抗自然灾害、辐照剂量标准。

14.燃料组件由燃料元件、定位架格和组件骨架组成。

15.堆芯支撑结构包括下部支撑结构、上部支撑结构和堆芯仪表支撑结构16.阻力塞棒是封闭的不锈钢管，其长度较短，约20 cm17.大亚湾压水堆核电厂的控制棒组件中黑棒采用的中子吸收剂材料为__ Ag-In-Gr(银-铟-镉)___，灰棒材料为___不锈钢__，控制棒驱动采用___电磁步进式______方式；18. 大亚湾核电厂的蒸汽发生器采用的是在压水堆核电站最为常见的__立式自然循环U型管蒸汽发生器；19.天然铀所含有的三种同位素中，属于易裂变核素的是铀-235 ；20.反应堆冷却剂泵主要分为两大类型分别是屏蔽电机泵和轴封泵；21. 蒸汽发生器传热管面积占一回路承压边界面积的80％左右;22.压水堆核电厂使用较广泛的有三种: 立式U型管自然循环蒸汽发生器、卧式自然循环蒸汽发生器、立式直流蒸汽发生器23. 现代压水堆采用硼酸控制反应性。

24. 反应堆换料水池和乏燃料水池冷却和处理系统有三大功能分别是：冷却功能、净化功能、充排水功能。

25.列举三种放射性废水处理工艺：离子交换、蒸发工艺、超细过滤工艺、膜分离工艺。

26.压水堆核电站废气处理系统处置的废气分为含氢废气和含氧废气两种。

27.为防止放射性物质任意扩散，核电站在建筑物设计上分为三个分区分别为：非限制区（清洁区、3区）、限制区（较脏区、2区）、控制区（最脏区、1区）。

（不能只填1,2,3区必须写出名字）28.安全注入系统又叫做应急堆芯冷却系统。

29.安全注入系统有三个子系统组成，即高压安全注入系统、蓄压箱注入系统和低压安全注入系统。

30.应急响应导则包括最佳恢复导则（ORG）、关键安全功能状态树（CSFST）和功能恢复导则（FRG ）三个部分。

1.一般压水堆核电厂一回路系统的工作压力约为15MPa。

2.我国的核安全法规将抗震类别分为三类，即抗震Ⅰ类，抗震Ⅱ类和非抗震类（NA）。

3.核电厂选址应考虑核电厂本生特性、厂址自然条件和技术要求以及辐射安全等三方面。

4.反应堆冷却剂流过堆芯时起慢化剂作用。

5.反应堆冷却剂泵分：全密封泵和轴封泵。

6.按传热管形状可分U形管、直管、螺旋管蒸汽发生器。

7.高压安注系统的工作分为直接注入阶段和再循环注入阶段。

8.目前核电厂反应堆的类型有：（至少写出3种）9.反应堆冷却剂是一个以高温高压为工质的封闭回路。

10.现在使用最普遍的民用核电站大都是压水反应堆核电站。

11.三废处理系统:回收和处理放射性废物以保护和监视环境。

包括废液处理系统、废气处理系统和固体废物处理系统。

12.划分安全等级的目的是提供分级设计标准。

得分二、名词解释（共25分，每题5分）(1)控制棒组件答：控制棒组件是一种快速控制反应性的工具，在正常运行时用于调节反应堆功率，在事故工况下快速引人负反应性，使反应堆紧急停堆，保证核安全。

其可以分为黑棒束组件和灰棒束组件两种。

(2) 2.蒸汽发生器答：蒸汽发生器是压水堆核电厂一、二回路的枢纽，它将反应堆产生的热量传递给蒸汽发生器二次侧，产生蒸汽推动汽轮机作功。

蒸汽发生器又是分隔一、二次侧介质的屏障，它对于核电厂的安全运行十分重要。

(3) 3.超压保护系统答：稳压器汽空间连有两种卸压管线：一种是3条安全阀卸压管线。

当稳压器压力达到各安全阀开启定值时，进行事故排放；另一种卸压管线上装有动力操作的卸压阀和电动隔离阀。

卸压阀的开启压力低于安全阀的开启压力，当压力升至卸压阀开启压力时，卸压阀开启，压力下降至一定值时，卸压阀回座，停止排放；当发生卸压阀不能回座故障时，操纵员可以在主控制室根据卸压阀开关状态指示人为关闭与之相串联的电动隔离阀，以防止出现卸压阀不能回座造成的泄漏事故(4) 4.可燃毒物答：大型压水堆控制反应性都是同时使用控制棒组件和改变冷却剂中的硼浓度两种方法。

但新堆第一次装料的后备反应性很大，而为了保证慢化剂温度系数为负值，其硼浓度又不能太高，所以装有66束具有较强吸收中子能力的可燃毒物组件以平衡反应性。

之所以称为可燃毒物，是因为其中的10B吸收中子后衰变为7Li，不断被消耗掉。

可燃毒物组件在燃料第一循环后全部取出，换上阻力塞组件。

可燃毒物棒由装在不锈钢包壳管中的含硼玻璃管组成，用于抵消新堆芯第一次装料大部分过剩后备反应性。

(5) 5.防逆转装置答：如果一台反应堆冷却剂泵停运，而其他环路上的泵还在运行着，停运的环路上冷却剂将发生逆向流动。

这部分逆向流量旁路了堆芯，于堆芯冷却无益。

逆流还会使停运的泵反转，这时若启动该泵，就会产生过大启动电流，可能导致电机过热或引起其他损坏。

防逆转装置可以防止冷却剂倒流情况下泵发生反转。

主泵停转时，棘爪与棘齿板上的齿啮合，防止反转；启动时，棘爪与棘齿完全叩开之前，棘爪在棘齿板上拖过；当电机转速达到额定转速的1/3时，其离心力使棘爪保持在升高的位置上,与棘齿完全脱开。

(6) 6.停堆深度（shutdown margin）：反应堆处于次临界状态偏离临界的程度。

通常用负反应性量来表示。

(7)7.设备冷却水系统：是一个封闭的冷却水回路，也是一个把热量从具有放射性介质的系统传输到外界环境的中间冷却系统。

(8)8.裂变发热：停堆后，剩余中子继续引起裂变，从而导致反应堆继续发热。

剩余中子包括瞬发中子和缓发中子。

(9)9．稀有事件：该类事件在－核电厂寿期内可能是非常稀有的，但一旦发生此类事件将有可能造成部分燃料损坏，使得核电厂在相当长的期限内不能恢复运行。

但是，事件所产生的放射性的释放不会导致停止或者限制使用隔离半径以外的公用地区，也不会失去冷却剂系统或安全壳屏蔽的功能。

(10)10.最佳恢复导则：是指在应急运行状态中，执行以征兆为基础的、与事件相关的恢复对策，将核电厂引人最佳（放射性释放景和设备部件损坏量限制在最小）的终止状态。

(11)11.中子辐射俘获反应（n，γ）：当中子能量为0.176电子伏时，镉吸收中子的能力远远大于能量小于这个数值时的能力，即出现共振吸收(12)质量亏损：原子核的质量，小于组成它中子和质子质量之和核子在结合形成原子核前后的质量差值，称为质量亏损(13)自发裂变:无需外界作用，就有自发分裂的趋势。

自然界中某些质量数很大的原子核，如铀-236，有自发裂变的现象。

(14)诱发裂变：在中子轰击下发生的裂变(15)链式裂变反应：当中子与裂变物质作用而发生核裂变反应时，裂变物质的原子核通常分裂为两个中等质量数的核(称为裂变碎片)。

与此同时，还将平均地产生两个以上的新的裂变中子，并释放出蕴藏在原子核内部的核能。

在适当的条件下，这些裂变中子又会引起周围其他裂变同位素的裂变，如此不断继续下去，这种反应过程称为链式裂变反应(16)核岛：利用原子核裂变生产蒸汽的部分（包括反应堆装置和一回路系统）(17)常规岛：利用蒸汽发电的部分（包括汽轮发电机系统）。

(18)核燃料：在反应堆中使用的裂变物质及可转换物质称为核燃料(19)易裂变核素：任何能量的中子都能引起核裂变的核素称为易裂变核素，如铀-235、铀-233，钚-239三种核素。

(20)可转换核素：由于能量大于1MeV以上的中子能够引起铀-238，钍-232转化，所以称这两种核素为可裂变核素。

铀-238，钍-232可分别转化为钚-239及铀-233所以又将它们称为可转化核素。

(21)一次核燃料和二次再生核燃料：在三种易裂变核素中，由于铀-235是存在于天然矿物中的，所以叫一次核燃料。

而铀-233和钚-239是用人工方法制造得到的，所以又称为二次再生核燃料。

(22)慢化剂，又称中子减速剂。

在一般情况下，可裂变核发射出的中子的飞行速度比被其它可裂变核的捕获的中子速度要快，因此为了产生链式反应，就必须要将中子的飞行速度降下来，这时就会使用中子减速剂(23)硼化a)将除盐除气水隔离，将7000μg/g硼浓度的硼酸溶液注入到上充泵入口侧，以提高冷却剂硼浓度，这就是硼化。

得分三、简答题（共35分，每题7分）1.简述核电厂设计原则。

答：在正常工况和事故工况下，能严格控制放射性物质，使其对人的照射减少到可接受的水平，确保工作人员和公众安全。

一般遵循的安全设计原则有：多道屏障、纵深防御、单一故障原则、抗自然灾害、辐照计量标准。

2.以压水堆核电站为例，简述核电站的工作原理。

答：用铀制成的核燃料在反应堆内进行裂变并释放出大量热能；高压下的循环冷却水把热能带出，在蒸汽发生器内生成蒸汽，推动发电机旋转，从而及进行发电。

5.简述控制棒组件的几种用途。

答：功率调节棒：位于机组功率对应棒位高度，调节反应堆功率；温度调节棒：堆芯上部移动，控制冷却剂温度波动；停堆调节棒：事故紧急停堆，正常运行时提出堆外。

所有控制棒在停堆信号后能在很短时间内依靠自身重量落入堆芯，使链式裂变反应终止。

4.简述蒸汽发生器的功能。

答：功能：（1）作为热交换设备，将一回路冷却剂中的热量传给二回路的给水，使之产生蒸汽；（2）作为连接设备，在一、二回路之间起隔离作用，使二回路不受一回路的放射性污染；（3）蒸汽发生器的管板和传热管作为反应堆冷却剂压力边界的组成部分，属于压水堆的第二道安全屏障。

2.压水堆核电厂辅助系统功能答：①.排出核燃料剩余功率②.对反应堆冷却剂进行化学和容积控制；③.进行设备冷却；④.废物的收集和处理⑤.核岛通风空调系统3.简述堆芯支撑结构作用。

答：堆芯支撑结构用来为堆芯组件提供支撑、定位和导向，组织冷却剂流通，以及为堆内仪表提供导向和支撑。