反应堆热工水力考试重点

1 目前国际上主要核反应堆有哪些类型？压水核反应堆基本组成部分有那些？ 压水堆、沸水堆、那类快堆、气冷堆、重水堆

压水堆动力装置有一回路、 二回路系统及其他一些辅助系统所组成和主循环泵等设备及他们 之间的关系所组成。二回路系统由蒸汽发生器（二次侧） 、汽轮机、冷凝水泵、给水预热器 和给水泵等设备及他们之间的管系所组成。

2 压水反应堆本体有哪些部分组成？压水反应堆堆芯由哪些部分组成？ 反应堆的本体结构由堆芯、堆内构件、反应堆压力容器以及控制棒驱动机构等几部分组成。 压水堆堆芯由燃料组件、控制棒组件、可燃毒物组件、中子源组件和阻力塞件等组成。

3 堆芯上下支撑结构分别又哪些部分组成？ 堆芯下支撑结构包括：堆芯吊篮、堆芯围板、下栅格板、支撑住、分配孔板、下支撑板、热 屏蔽、堆芯支撑柱等。

堆芯上支撑结构：上栅格板、控制棒导向管、支承筒、上支承板和压紧弹簧。 4 核燃料有哪些基本形式，各有何优缺点？

金属性燃料： 优点 ，密度较大，硬度不高，容易加工。 缺点 ，（ 1）铀的化学性质活泼；在较 高温度下， 他会与氧、 氮等发生强烈的化学反应； （ 2）金属铀的导热性能较差， 热导率比铁、 铜都低。（ 3）金属铀在一定温度下会发生相变。

陶瓷燃料： 优点 （ 1）熔点高（ 2）热稳定祥和辐照稳定性好，有利于加深燃耗（ 3）有良好

的化学稳定性，与包壳和冷却剂材料的相容性也很好

缺点 ，热导率较低

弥散型燃料： 优点 ，熔点高，与金属的相容性好抗腐蚀和抗辐照；

辐射损伤只限于弥散相附

近，而起结构材料作用的基体相基本上不受辐照的影响。 当燃耗逐渐加深时， 燃料元件不会 发生明显的肿胀，提高了燃料元件的寿命。由于基体相通常为金属材料，热导率有所提高。 基体有韧性， 燃料的机加工性能高， 可用它轧制成具有高效率密度的板状原件。 弥散型燃料 可以多样化。 缺点 ，金属或合金基体所占的份额高，为了提高堆芯功率密度，需采用高浓铀

5. 何为燃料元件包壳及其工作环境，设计要求及功用？常用包壳材料？

作用：①保护核燃料不受化学腐蚀与机械侵蚀，②包容裂变气体及其其他裂变产物，③保 持核燃料形状。 工作条件 ; ①受中子强辐照②受高温高速冷却剂的腐蚀和侵蚀③裂变产物的腐蚀④承受热、 机械应力 设计要求：①具有良好的核性能，除了具有低中子吸收截面外，感生放射性弱, ② 与核材料相容性要好，能耐较高温度 ③ 具有较好的导热性能

④ 具有良好的力学性能， 即能够提供合适的力学强度和韧性， 保持燃料原件的结构完整。

⑤ 应有良好的抗腐蚀能力，包壳对冷却剂应是惰性的 ⑥ 具有良好的辐照稳定性

⑦ 容易加工成型，成本低廉，便于后处理 燃料外面通常都有一些把燃

料与冷却剂隔离开的金属保护层， 功能： （1）防止冷却剂对燃料的侵蚀以及二者间的有害作用； 泄；（3）保持燃料元件的几何形状并使之有足够的机械强度与刚性。

常用的包壳材料：铝，镁，镐，不锈钢，镍基合金，石墨。

6. 棒状燃料原件由哪那些部分组成？ 棒状燃料原件由燃料芯块、燃料包壳管、压紧弹簧、隔热片（在有些堆中采用） 、端塞等及

部分组成。

7. 堆内热源的由来和分布？

堆的热源来自裂变过程中释放出来的能量，每次裂变释放出来的总能量约为 200Mev 。其中，

裂变碎片的动能约占总能量的 84%它在铀中的射程很短，所以可以认为这部分能量是在发 生裂变处就地释放出来的，

只有一少部分裂变碎片会穿入包壳内，

但不会穿透包壳。 裂变中

子在和慢化剂的头几次碰撞中就是去了大部分的能量。 由裂变中子产生的热量的分布取决于

使的在燃耗较深的条件下仍能

称它为燃料包壳。 包壳有如下 2）避免燃料中裂变产物的外

它的平均自由程。裂变过程中产生的丫射线，其穿透能力很强，因此它的能量将分别在堆芯、反射层、热屏蔽和生物屏蔽层中转化成热能，也有极少部分丫射线传出穿出堆外。高能B粒

子的能量可认为大部分是在燃料元件内转换成热能的。只有少部分的高能3粒子穿出燃料元

件进入慢化剂，但它们不会穿到堆芯外面去。

8.体积释热率基本概念和计算方法？

体积释热率是单位时间、单位体积内释放的热能的度量，也称为功率密度。。要注意的是，

体积释热率指的是已经转化为热能的能量，并不是在该体积单元内释放出的全部能量，因为有些能量(例如3射线能)会在别的地方转化为热能，甚至有的能量根本就无法转化为热能

3

加以利用。Q=F s*E f Nc f $ [Mev/(cm s)] ( P17)

9.有限圆柱形反应堆、无干扰、均匀裸堆条件下的功率分布规律？

r TTZ

若把坐标原点取在堆芯的中心，则数学表达式为：q( r, z) = q v,max J 0(2.405 ) cos一

R e L Re

式中Re为堆芯半径，Re=R+=R ; L Re = L R^L R; R为堆芯实际半径；L R为堆芯实际高

度；J。零介第一类贝赛尔函数；q(r,z)为堆芯内任意位置(r,z)处得体积释热率，q v,max为

堆芯最大体积释热率，q v,max=F a E f N.f ' 0。

10.影响堆芯功率分布的因素主要有哪些？

1燃料布置对功率分布的影响2控制棒对功率分布的影响3水隙及空泡对功率分布的影响

11.反应堆停堆后的功率由哪几部分组成？有何特点。

一部分来自燃料棒内的显热，以及剩余中子引起的裂变和裂变产物的衰变及中子俘获产物的

衰变。

上述三点随时间变化的特性各不相同，铀棒内的显热和剩余中子裂变热大约在半分钟之内传

出，其后的冷却要求完全取决于衰变热。

12.以铀-235作为燃料的压水堆中，每次裂变释放出来的热量约为多少？在大型压水堆的设计中，往往取燃料元件的释热量占堆总释热量的百分之几？

200Mev 97.4%.

13与早期压水堆中采用的均匀装载方案相比，现代大型压水堆采用分区装载方案的优点是

什么？

1功率的分布得到展平2燃料的平均燃耗提高十九页下部

14什么是沸腾危机，沸腾危机可以分为哪两种？

所谓沸腾传热恶化是指在一定的工况参数下管壁同沸腾工质间的换热系数突然下降、加热壁面同沸腾工质间的换热量大大减少(对于恒壁温系统)或壁面温度大大升高(对恒热流系统)的现象。

沸腾危机分为两种，由于换热偏离核态沸腾而造成的传热恶化称为第一类沸腾危机。由于液膜蒸干而引起的传热恶化称为第二类沸腾危机。

15在垂直加热蒸发管中，一般认为的两相流流型主要有哪几种？水平加热管道中的典型流型有哪些？