QQ登錄
微博登錄
微信登錄
| *考試科目 | 核反應堆工程 |
| *考試形式 | 閉卷考試，3小時，滿分150分 |
| *考試內容范圍 |
《核反應堆物理》 一． 核反應堆的核物理基礎 1．中子與原子核的相互作用機理：中子吸收和中子散射（彈性與非彈性） 2．中子微觀及宏觀截面、核反應率、自由程、中子通量密度的概念 3．共振現象與多普勒效應 4．核裂變的釋能、反應堆功率和中子通量密度之間的關系 5. 裂變中子、裂變產物 6．鏈式裂變反應（臨界條件，四、六因子公式） 二． 中子慢化與慢化能譜 1．中子的彈性散射過程：彈性散射動力學、慢化劑的選擇 2．無限均勻介質的慢化能譜：慢化方程、含氫無吸收介質的慢化譜 3．熱中子堆的近似能譜（三個能區） 三． 中子擴散理論 1．單能中子擴散：斐克定律、單能中子擴散方程 2．非增殖介質擴散方程的解 四． 均勻反應堆的臨界理論 1．均勻裸堆的單群臨界理論：單群擴散方程、臨界條件及中子通量密度分布 2．雙區反應堆的單群臨界理論：單群擴散方程、條件及中子通量密度分布 五．非均勻反應堆 1．柵格的非均勻效應：空間自屏效應、不同能量中子的通量空間分布 六．反應性隨時間的變化 1．燃耗加深過程中核燃料中鈾-235 的消耗、钚-239 的積累 2．氙-135 中毒：平衡氙中毒、最大氙中毒、功率瞬變中的氙中毒、氙震蕩 3．釤-149 中毒 4．燃耗深度與堆芯壽期 5．核燃料的轉換與增殖 七．溫度效應與反應性控制 1．反應性溫度效應：反應性溫度效應成因、各反應性溫度反饋對反應堆安全 的意義 2．反應性控制的任務 剩余反應性、控制棒價值、停堆深度 3．壓水堆的幾種反應性控制方式 八． 核反應堆動力學 1．反應堆周期 2．2．點堆中子動力學方程 3．反應性階躍擾動下中子通量隨時間的瞬變：反應性方程、瞬發臨界條件 《反應堆熱工水力》 核反應堆熱工基礎 一、傳熱學基礎 1、熱量傳遞的基本方式 基本概念：導熱，對流，熱輻射，傳熱過程，傳熱系數 2、導熱基本定律 基本概念：導熱系數，熱流密度，溫差 導熱計算：導熱基本定律（傅立葉定律），導熱微分方程式，通過平壁的導熱，通過圓筒壁的導熱 3、對流換熱基本定律 基本概念：對流換熱系數，熱流密度，溫差，層流換熱，紊流換熱，強制對流 換熱自然對流換熱，雷諾數，格拉曉夫數，努謝爾特數，影響換熱系數的因素 對流換熱計算：對流換熱基本定律（牛頓冷卻公式），對流換熱系數，強制對 流換熱自然對流換熱，換熱微分方程式 4、凝結與沸騰換熱 基本概念：凝結換熱現象，膜狀凝結，珠狀凝結，影響膜狀凝結的因素 沸騰換熱，池式沸騰，管內沸騰，過冷沸騰，飽和沸騰，核態沸騰，過渡沸 騰，膜態沸騰 5、輻射換熱 基本概念：熱輻射，輻射常數，吸收率，黑體輻射，灰體輻射 輻射換熱計算：輻射換熱公式（斯蒂芬－玻爾茲曼定律） 6、傳熱過程與換熱器 基本概念：傳熱過程分析，熱阻，溫差，換熱器，間壁式換熱器 傳熱計算：傳熱方程式，傳熱量計算 二、反應堆內熱量的產生與輸出 1、堆內熱源的產生 堆芯內熱源：（裂變碎片動能，裂變中子的動能），包括：燃料元件內釋熱，反 應堆結構部件（燃料包殼，定位格架，控制棒導管）的釋熱，控制棒內的釋 熱，慢化劑內的釋熱， 堆芯內熱源的空間分布： 堆芯外結構部件的釋熱：（反射層，熱屏蔽，壓力容器） 停堆后的釋熱：（剩余裂變功率，衰變功率），裂變產物的衰變，中子俘獲產物 的衰變 2、燃料元件的徑向導熱 熱量傳導路徑：燃料元件芯塊內的導熱（有內熱源），芯塊表面到包殼內表面 的傳熱（間隙熱阻），包殼內表面到外表面的導熱（無內熱源） 熱量傳導計算：燃料芯塊內的溫度分布，燃料熱導率，燃料芯塊與包殼之間 的間隙熱傳導，包殼中的溫度降 3、燃料元件包殼外表面到冷卻劑的傳熱 元件壁面與冷卻劑之間的對流換熱過程： 基本概念：單相流，多相流，兩相流，強迫對流傳熱，自然對流傳熱，含汽 量，空泡份額，滑速比，兩相流的流型，泡狀流，塞狀流，環狀流，霧狀流， 欠熱沸騰起始點，汽泡脫離壁面起始點，沸騰傳熱，臨界熱流密度，沸騰傳熱 特性曲線 對流換熱計算：對流換熱公式，單相對流傳熱系數，強迫對流傳熱系數，自然 對流傳熱系數，兩相對流的傳熱系數，流動沸騰的傳熱系數，泡核沸騰的傳 熱系數，過渡沸騰的傳熱系數，膜態沸騰的傳熱系數 4、沿冷卻劑通道的輸熱 冷卻劑將熱量輸送到堆外過程： 輸熱量計算： 5、燃料元件及冷卻劑通道的軸向溫度分布 基本過程：軸向功率分布，徑向傳熱 溫度計算：冷卻劑溫度分布，包殼外面溫度分布，包殼內溫度分布，燃料元件 芯塊表面溫度分布，燃料元件中心溫度分布 三、流體動力學 1、單相流的壓降 基本概念：提升壓降，加速壓降，摩擦壓降，形阻壓降，單相通道的流動壓 降，等溫流動的摩擦系數（圓形通道，非圓形通道），加熱或冷卻下流動的摩 擦系數，局部壓降（截面突然擴大，截面突然縮小，彎管，接管，閥門）壓降計算：提升壓降，加速壓降，摩擦壓降，形阻壓降，單相通道的流動壓 降，等溫流動的摩擦系數（圓形通道，非圓形通道），加熱或冷卻下流動的摩 擦系數，局部壓降（截面突然擴大，截面突然縮小，彎管，接管，閥門） 2、兩相流的壓降 基本概念：均勻流模型，分離流模型， 壓降計算：兩相面直通道的流動壓降，提升壓降，加速壓降，摩擦壓降，形阻 壓降，局部壓降（截面突然擴大，截面突然縮小，彎管，接管，閥門，孔板） 3、流量計算 基本概念：封閉回路中的流量，強制循環，泵消耗功率，自然循環 流量計算：封閉回路中的流量計算，強制循環流量，自然循環流量 4、流量分配 基本概念：并聯通道，閉式通道，開式通道，影響流量分配的因素 流量計算：并聯閉式通道的流量分配計算，（壓力分布，質量守恒方程，動量 守恒方程，能量守恒方程） 5、流動不穩定性 基本概念：流動不穩定性，流動不穩定性的不利影響，水動力不穩定性，并聯 通道不穩定性，流型不穩定性，動力學不穩定性，熱振蕩 四、反應堆穩態熱工設計 1、壓水堆熱工設計準則 2、設計準則： 3、熱點因子 4、基本概念：熱點，熱點因子，熱流密度核熱點因子，熱流密度工程熱點因 子，降低熱點因子的方法 5、熱通道因子 6、基本概念：熱通道，焓升核熱通道因子，焓升工程熱通道因子，焓升工程 熱通道分因子，降低焓升熱通道因子的方法 7、流動沸騰的臨界熱流密度 8、基本概念：流動沸騰的熱流密度，流動沸騰的臨界熱流密度，影響臨界熱 流密度的因素 9、臨界熱流密度計算：W－3 公式 10、最小燒毀比 11、基本概念：偏離泡核沸騰比，最小燒毀比 12、計算：偏離泡核沸騰比，最小燒毀比 13、單通道模型 14、反應堆輸出熱工率，燃料元件傳熱面積，平均通道的冷卻劑質量流速，平 均通道的壓降，反應堆進口溫度或出口溫度，熱通道因子，熱點因子，最大熱 流密度，最大線功率密度，堆芯平均功率密度，熱通道的有效驅動壓頭，熱通 道冷卻劑焓場，熱通道內燃料元件溫度場 |
| *參考書目 | 《核反應堆物理分析》第五版，謝仲生主編，西安交通大學出版社 《核反應堆熱工分析》，2001，于平安等編著，上海交通大學出版社 |
