核電與核能(整理版)

一、選擇題：核電站的核燃料廣泛使用的是U235。核燃料慢化劑均勻是什么堆？均勻堆能全面反應(yīng)核燃料慢化劑性能優(yōu)劣的是慢化比直接噴淋和再循環(huán)噴淋的區(qū)別，直接噴淋從材料水箱取水，再循環(huán)噴淋從地坑取水。在壓水堆啟動(dòng)過程中，當(dāng)一回路的溫度低于160~180℃，壓力低于2.8MPa下，余熱排出系統(tǒng)來控制一回路的容積濃度，當(dāng)一回路的溫度高于160~180℃，SG（蒸汽發(fā)生器）來控制一回路的容積濃度。6.每單位長(zhǎng)度燃料元件釋放的熱量是線功率.............面積....................................是面功率.............體積....................................是體積功率7.燃料包殼間隙的傳熱靠的是熱傳導(dǎo)，燃料包殼外壁與流體之間的傳熱靠的是熱對(duì)流。8.在正常運(yùn)行情況下，沒有輻射或輻射小，在事故情況下，要考慮輻射問題，因?yàn)闇囟群芨摺?.核電廠一回路化容系統(tǒng)補(bǔ)償?shù)捏w積變化是由溫度引起的。10.蒸汽發(fā)生器的水位指的是二次側(cè)水面的水位。11.事故發(fā)生最多是蒸汽發(fā)生器管道破裂。12.第三代專注安全措施類型是能動(dòng)與非能動(dòng)混合型。13.高壓安注和中壓安注的區(qū)別，高壓安注能動(dòng)。中壓安注非能動(dòng)，低壓安注能動(dòng)。14.自然循環(huán)蒸汽發(fā)生器循環(huán)倍率>1，直流蒸汽發(fā)生器循環(huán)倍率=1。15.啟動(dòng)階段輔助給水系統(tǒng)供水，正常運(yùn)行階段主給水系統(tǒng)供水。二、填空題1.在堆芯熱功率不變的情況下，提高改變冷卻劑的質(zhì)量流量可以減少堆出入口溫差。2.一回路的工作壓力、反應(yīng)堆冷卻劑的進(jìn)出口溫度、流量和流速等參數(shù)的選擇，直接影響了核電廠的安全性和經(jīng)濟(jì)性。3.壓水堆本體由堆芯、堆芯支撐結(jié)構(gòu)、反應(yīng)堆壓力容器及控制棒傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成。4.壓水堆系統(tǒng)有三道屏障，第一道是核燃料芯塊和包殼；第二道是一回路邊界與壓力殼承壓邊界；第三道是安全殼。5.反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)可分為冷卻系統(tǒng)、壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)和超壓保護(hù)系統(tǒng)。6.高/低壓安注系統(tǒng)的工作分為直接注入階段和再循環(huán)注入階段。7.核電廠的縱深防御是指預(yù)防、監(jiān)測(cè)、保護(hù)、緩解及應(yīng)急。8.確保核反應(yīng)堆安全性的三個(gè)措施：反應(yīng)性控制、余熱排出、放射性物質(zhì)的包容。9.核能利用方式：核聚變、核裂變。10.安全注入系統(tǒng)通常分三個(gè)子系統(tǒng)：高壓安全注入系統(tǒng)；蓄壓箱注入系統(tǒng)；低壓安全注入系統(tǒng)。三、名詞解釋裂變反應(yīng)：指一個(gè)重核分裂成兩個(gè)較小質(zhì)量核的反應(yīng)，它一般由一個(gè)核吸收一個(gè)中子引起，在這種反應(yīng)中，核俘獲一個(gè)中子并形成一個(gè)復(fù)合核，復(fù)合核經(jīng)過很短時(shí)間（約10-14秒）的極不穩(wěn)定的激化核階段，然后分裂成兩個(gè)主要碎片，同時(shí)放出數(shù)個(gè)中子和一定的能量。毒物反應(yīng)：在裂變反應(yīng)中存在的對(duì)熱中子吸收截面較大的核素，稱為毒物，它們對(duì)反應(yīng)性的作用稱為毒物效應(yīng)。自持鏈?zhǔn)椒磻?yīng)：在裂變反應(yīng)中放出的中子與其他可裂變核碰撞，會(huì)進(jìn)一步引起新的核裂變，從而放出第二代中子。如果反應(yīng)如此不斷地繼續(xù)下去，這個(gè)過程就稱為鏈?zhǔn)搅炎兎磻?yīng)，簡(jiǎn)稱鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。如果不依靠外界補(bǔ)充中子而能持續(xù)下去，則稱為自持鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。（鏈?zhǔn)椒磻?yīng)如果不依靠外界補(bǔ)充中子而能持續(xù)下去，則稱為自持鏈?zhǔn)椒磻?yīng)）最小DNBR：臨界熱流密度與實(shí)際熱流密度的比值稱為DNBR，確保反應(yīng)堆安全裕度工況下的實(shí)際熱流密度對(duì)應(yīng)的DNBR稱為最小DNBR。緩發(fā)中子：裂變反應(yīng)過程中約有不到1%的中子不是在反應(yīng)過程中立即放出來的，而是在裂變后大約幾秒鐘到一分鐘之間陸續(xù)發(fā)射出來稱為緩發(fā)中子。瞬發(fā)中子：裂變反應(yīng)過程中約有99.35%的中子是在反應(yīng)過程中瞬間放出來的，稱為瞬發(fā)中子。失水事故：一回路冷卻由于環(huán)路承壓邊界泄露造成冷卻劑流量喪失的事故。多普勒效應(yīng)：燃料溫度的變化繼而引起中子共振吸收率的改變，從而產(chǎn)生反應(yīng)性的反向補(bǔ)償現(xiàn)象。有效增殖因數(shù)：對(duì)給定系統(tǒng)，新生一代的中子數(shù)和產(chǎn)生它的直屬上一代中子數(shù)之比。彈棒事故：壓水堆運(yùn)行過程中由于控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)密封罩殼破裂，使全部壓差作用在控制棒驅(qū)動(dòng)軸上，從而引起控制棒迅速彈出堆芯的事故。四、問答1.輔助給水系統(tǒng)功能是什么？運(yùn)行及事故過程的作用分別是什么？功能：向蒸汽發(fā)生器供水，都是兼容系統(tǒng)。作用：1）運(yùn)行中，啟動(dòng)熱備熱停及過渡過程中向蒸汽發(fā)生器供水。2）事故工況下，也向蒸汽發(fā)生器提供應(yīng)急水，直到余熱排除系統(tǒng)投入運(yùn)行。反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)的主要功能是什么？反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)的主要功能：1）在核電廠正常功率運(yùn)行時(shí)將堆內(nèi)產(chǎn)生的熱量載出，并通過蒸汽發(fā)生器傳給二回路工質(zhì)，產(chǎn)生蒸汽，驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組發(fā)電；2）在停堆后的第一階段，經(jīng)蒸汽發(fā)生器帶走堆內(nèi)的衰變熱；3）系統(tǒng)的壓力邊界構(gòu)成防止裂變產(chǎn)物釋放到環(huán)境中的一道屏障；4）反應(yīng)堆冷卻劑和反射層作用；5）系統(tǒng)的穩(wěn)壓器用來控制一回路的壓力，防止堆內(nèi)發(fā)生偏離泡核沸騰，同時(shí)對(duì)一回路系統(tǒng)實(shí)行超壓保護(hù)。3.化學(xué)和容積控制系統(tǒng)主要功能是什么？并簡(jiǎn)要說明各功能的目的？化學(xué)和容積控制系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱化容系統(tǒng)）保證反應(yīng)堆冷卻劑（RCP）所必需的三種功能，即：容積控制、化學(xué)控制和反應(yīng)性控制。就是要吸收一回路的水容積變化，將穩(wěn)壓器的液位維持在整定值上。不同功率下穩(wěn)壓器液位的整定值是不同的，稱為程序液位。就是要將一回路所有部件的腐蝕控制在最低限度，清除水內(nèi)懸浮雜質(zhì)，將一回路水的化學(xué)及放射性指標(biāo)維持在規(guī)定的范圍以內(nèi)。就是通過調(diào)整一回路冷卻劑的硼濃度來補(bǔ)償由于燃耗和毒物（135Xe和149Sm）帶來的負(fù)反應(yīng)性變化、控制軸向功率偏差△I、控制R棒位在調(diào)節(jié)帶內(nèi)及保證停堆深度。4.安注系統(tǒng)在核安全方面的功能是什么？1）在一回路失水情況下，注入冷水，淹沒堆芯，冷卻燃料組件，確保堆芯的幾何形狀和完整性。2）在二回路蒸汽管道破裂的情況下，其首先注入的高濃度硼酸水所引入的負(fù)反應(yīng)性可以補(bǔ)償由于一回路的溫度效應(yīng)而引入的正反應(yīng)性。3）補(bǔ)償一回路流體損失，特別是當(dāng)化容系統(tǒng)失效時(shí)，保證穩(wěn)壓器的水位。5.蒸汽發(fā)生器傳熱管破裂有哪些特征，可能產(chǎn)生哪些保護(hù)動(dòng)作？主要特征：1）二回路及蒸汽發(fā)生器排污水的放射性增加；2）如果蒸汽發(fā)生器大氣排放閥或安全閥動(dòng)作，則有放射性釋放到大氣中；3）如果冷凝器可用，則其空氣噴射器處放射性增加；4）安全殼大氣相對(duì)濕度、溫度、壓力均不變化；5）一回路壓力、水位下降?？赡墚a(chǎn)生保護(hù)動(dòng)作：1）穩(wěn)壓器壓力低(131bar+P7)，引起緊急停堆；2）穩(wěn)壓器壓力低低(119bar)，引起安全注入及安全殼A階段隔離。6.核電廠的常規(guī)島部分與火電廠相比有哪些區(qū)別（核電廠汽輪機(jī)特點(diǎn)）？1）新蒸汽參數(shù)在一定范圍內(nèi)邊變化，常規(guī)火電廠汽輪機(jī)的新蒸汽參數(shù)在運(yùn)行期間是不變的。2）蒸汽參數(shù)低，且多用飽和蒸汽。a.汽耗率約比常規(guī)電廠高一倍b.與高參數(shù)汽輪機(jī)相比，低壓缸發(fā)出的功率比較大，達(dá)到整個(gè)機(jī)組功率的50%~60%c.排汽速度損失對(duì)效率有較大影響，這要求增大排汽流通截面以降低排汽速度3）體積流量大4）核汽輪機(jī)組多數(shù)級(jí)工作在濕蒸汽區(qū)5）采用汽水分離再熱6）甩負(fù)荷容易超速7.失去主給水流量的主要原因是什么？故障后將由什么信號(hào)引起自動(dòng)保護(hù)動(dòng)作？1）失去主給水流量的主要原因：主給水管斷裂；失去主給水泵或凝結(jié)水泵；由信號(hào)引起主給水控制閥或截止閥關(guān)閉。2）失去主給水后將由蒸汽發(fā)生器水位低低信號(hào)引起緊急停堆和輔助給水泵啟動(dòng)。穩(wěn)壓器的功能：建立并維持一回路系統(tǒng)的壓力，避免冷卻劑在反應(yīng)堆內(nèi)發(fā)生容積沸騰；穩(wěn)壓器在電廠穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，將一回路壓力維持在恒定壓力下；在一回路系統(tǒng)非穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，將壓力變化限制在允許值以內(nèi)；在事故時(shí)，防止一回路系統(tǒng)超壓，維護(hù)一回路的完整性；作為一回路系統(tǒng)的緩沖容器，吸收一回路系統(tǒng)水容積的迅速變化。直流式蒸汽發(fā)生器特點(diǎn)：二次側(cè)工質(zhì)強(qiáng)迫循環(huán)。由給水泵輸送給水流經(jīng)傳熱管，經(jīng)預(yù)熱、蒸發(fā)、過熱而達(dá)到所要求的溫度。優(yōu)點(diǎn)：盡管一次側(cè)溫度的限制，核電廠的直流蒸汽發(fā)生器只能產(chǎn)生微過熱的蒸汽，可提高汽輪機(jī)工作的可靠性和循環(huán)熱效率。缺點(diǎn)：不能進(jìn)行連續(xù)排污，給水帶入的鹽分將沉積在傳熱管表面，導(dǎo)致傳熱熱阻增加及傳熱管腐蝕問題。對(duì)傳熱管管材抗腐蝕性能和給水水質(zhì)要求較高。因儲(chǔ)水量少，熱容小，對(duì)自動(dòng)控制要求高。此外還存在水動(dòng)力不穩(wěn)定和整體脈動(dòng)等問題，需注意解決。軸封泵的密封密封：避免反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)的水泄露至安全殼氣空間。軸封組件的作用：保證在電廠正常運(yùn)行期間從反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)沿主泵泵軸向安全殼氣空間的反應(yīng)堆冷卻劑泄漏量基本為零。五、計(jì)算已知反應(yīng)堆兩個(gè)狀態(tài)下的有效增值系數(shù)分別為k1=1.0025和k2=0.9975，計(jì)算各狀態(tài)下的反應(yīng)性以及反應(yīng)性的變化。課堂上老師提到：1.一回路的承壓邊界：反應(yīng)堆、蒸汽發(fā)生器、穩(wěn)壓器和主泵及連接管道。其中承壓邊界里