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| *考試科目 | 核反應(yīng)堆工程 |
| *考試形式 | 閉卷考試，3小時，滿分150分 |
| *考試內(nèi)容范圍 |
《核反應(yīng)堆物理》 一． 核反應(yīng)堆的核物理基礎(chǔ) 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(yīng)率、自由程、中子通量密度的概念 3．共振現(xiàn)象與多普勒效應(yīng) 4．核裂變的釋能、反應(yīng)堆功率和中子通量密度之間的關(guān)系 5. 裂變中子、裂變產(chǎn)物 6．鏈?zhǔn)搅炎兎磻?yīng)（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(xué)、慢化劑的選擇 2．無限均勻介質(zhì)的慢化能譜：慢化方程、含氫無吸收介質(zhì)的慢化譜 3．熱中子堆的近似能譜（三個能區(qū)） 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(zhì)擴散方程的解 四． 均勻反應(yīng)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(qū)反應(yīng)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(yīng)堆 1．柵格的非均勻效應(yīng)：空間自屏效應(yīng)、不同能量中子的通量空間分布 六．反應(yīng)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(zhuǎn)換與增殖 七．溫度效應(yīng)與反應(yīng)性控制 1．反應(yīng)性溫度效應(yīng)：反應(yīng)性溫度效應(yīng)成因、各反應(yīng)性溫度反饋對反應(yīng)堆安全 的意義 2．反應(yīng)性控制的任務(wù) 剩余反應(yīng)性、控制棒價值、停堆深度 3．壓水堆的幾種反應(yīng)性控制方式 八． 核反應(yīng)堆動力學(xué) 1．反應(yīng)堆周期 2．2．點堆中子動力學(xué)方程 3．反應(yīng)性階躍擾動下中子通量隨時間的瞬變：反應(yīng)性方程、瞬發(fā)臨界條件 《反應(yīng)堆熱工水力》 核反應(yīng)堆熱工基礎(chǔ) 一、傳熱學(xué)基礎(chǔ) 1、熱量傳遞的基本方式 基本概念：導(dǎo)熱，對流，熱輻射，傳熱過程，傳熱系數(shù) 2、導(dǎo)熱基本定律 基本概念：導(dǎo)熱系數(shù)，熱流密度，溫差 導(dǎo)熱計算：導(dǎo)熱基本定律（傅立葉定律），導(dǎo)熱微分方程式，通過平壁的導(dǎo)熱，通過圓筒壁的導(dǎo)熱 3、對流換熱基本定律 基本概念：對流換熱系數(shù)，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(shù)，格拉曉夫數(shù)，努謝爾特數(shù)，影響換熱系數(shù)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(shù)，強制對 流換熱自然對流換熱，換熱微分方程式 4、凝結(jié)與沸騰換熱 基本概念：凝結(jié)換熱現(xiàn)象，膜狀凝結(jié)，珠狀凝結(jié)，影響膜狀凝結(jié)的因素 沸騰換熱，池式沸騰，管內(nèi)沸騰，過冷沸騰，飽和沸騰，核態(tài)沸騰，過渡沸 騰，膜態(tài)沸騰 5、輻射換熱 基本概念：熱輻射，輻射常數(shù)，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(yīng)堆內(nèi)熱量的產(chǎn)生與輸出 1、堆內(nèi)熱源的產(chǎn)生 堆芯內(nèi)熱源：（裂變碎片動能，裂變中子的動能），包括：燃料元件內(nèi)釋熱，反 應(yīng)堆結(jié)構(gòu)部件（燃料包殼，定位格架，控制棒導(dǎo)管）的釋熱，控制棒內(nèi)的釋 熱，慢化劑內(nèi)的釋熱， 堆芯內(nèi)熱源的空間分布： 堆芯外結(jié)構(gòu)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(chǎn)物的衰變，中子俘獲產(chǎn)物 的衰變 2、燃料元件的徑向?qū)?熱量傳導(dǎo)路徑：燃料元件芯塊內(nèi)的導(dǎo)熱（有內(nèi)熱源），芯塊表面到包殼內(nèi)表面 的傳熱（間隙熱阻），包殼內(nèi)表面到外表面的導(dǎo)熱（無內(nèi)熱源） 熱量傳導(dǎo)計算：燃料芯塊內(nèi)的溫度分布，燃料熱導(dǎo)率，燃料芯塊與包殼之間 的間隙熱傳導(dǎo)，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(huán)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(shù)，強迫對流傳熱系數(shù)，自然 對流傳熱系數(shù)，兩相對流的傳熱系數(shù)，流動沸騰的傳熱系數(shù)，泡核沸騰的傳 熱系數(shù)，過渡沸騰的傳熱系數(shù)，膜態(tài)沸騰的傳熱系數(shù) 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(nèi)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(xué) 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(shù)（圓形通道，非圓形通道），加熱或冷卻下流動的摩 擦系數(shù)，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(shù)（圓形通道，非圓形通道），加熱或冷卻下流動的摩 擦系數(shù)，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(huán)，泵消耗功率，自然循環(huán) 流量計算：封閉回路中的流量計算，強制循環(huán)流量，自然循環(huán)流量 4、流量分配 基本概念：并聯(lián)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(lián)閉式通道的流量分配計算，（壓力分布，質(zhì)量守恒方程，動量 守恒方程，能量守恒方程） 5、流動不穩(wěn)定性 基本概念：流動不穩(wěn)定性，流動不穩(wěn)定性的不利影響，水動力不穩(wěn)定性，并聯(lián) 通道不穩(wěn)定性，流型不穩(wěn)定性，動力學(xué)不穩(wěn)定性，熱振蕩 四、反應(yīng)堆穩(wěn)態(tài)熱工設(shè)計 1、壓水堆熱工設(shè)計準(zhǔn)則 2、設(shè)計準(zhǔn)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(yīng)堆輸出熱工率，燃料元件傳熱面積，平均通道的冷卻劑質(zhì)量流速，平 均通道的壓降，反應(yīng)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(qū)動壓頭，熱通 道冷卻劑焓場，熱通道內(nèi)燃料元件溫度場 |
| *參考書目 | 《核反應(yīng)堆物理分析》第五版，謝仲生主編，西安交通大學(xué)出版社 《核反應(yīng)堆熱工分析》，2001，于平安等編著，上海交通大學(xué)出版社 |
