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东北电力大学2023研究生复试科目考试大纲：核反应堆热工水力学

来源:东北电力大学 2023-02-28 15:50:33

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“核反应堆热工水力学”考试大纲

一、考试的学科范围

核工程与核技术

二、评价目标

主要考查考生对核反应堆热工水力的基础理论、基本知识掌握和运用的情况，要求考生应掌握以下有关知识：

1、了解各种类型反应堆的分类，以及各种反应堆系统的主要流程和结构特点;熟悉反应堆热工分析的主要任务。

2、掌握核裂变产生能量的主要形式及其释热地点;掌握堆芯以及整个反应堆功率的计算方法，功率分布特点，影响功率分布的主要因素及其影响规律;熟悉控制棒、慢化剂、结构材料中能量的主要来源方式;熟悉停堆后功率的主要来源、衰减规律、主要冷却方式。

3、掌握导热、单相对流换热的基本概念和换热规律，能够进行圆棒、板型等结构形式燃料元件温度场方程的推导;能够进行不同结构表面对流换热的相关计算。

4、掌握沸腾换热的概念、能够画出大容积沸腾曲线、通过沸腾曲线分析沸腾换热规律;掌握流动沸腾换热机理及规律，能够利用热平衡算法，计算饱和沸腾起始点的位置;沸腾临界的定义及其特征。

5、掌握棒状燃料元件、板状燃料元件、环形燃料元件温度分布的计算方法，能够计算出各种燃料元件的温度分布、最高温度及其所在位置，冷却剂对流换热规律及其温度分布。

6、熟悉反应堆水力分析的主要任务，掌握单相流提升压降、摩擦压降、加速压降、局部压降的定义，能够进行不同形状管道内单相流流动压降的计算。

7、掌握两相流的主要流型及其特点;掌握含汽率、体积分析、空泡份额等两相流的基本参数的定义及其相互转化关系，能够通过一种参数计算出其参数;能够通过热平衡法计算出通道内的含汽量;熟悉均匀流、分相流模型计算两相流压降的基本思想，能够列出两相流的连续性方程、动量方程;能够计算回路压降。

8、理解自然循环的基本概念，掌握绘图法确定自然循环流量的基本思想，知道影响自然循环能力的主要因素。

9、理解临界流的定义，掌握单相临界流发生的条件。

10、掌握流动不稳定性发生的原因，主要流动不稳定性发生的条件和特征;掌握流量漂移的基本概念，能够通过绘图分析出流量漂移的发生机理，及水动力学稳定性条件。

11、掌握反应堆热工设计准则;掌握临界热流密度比的定义;知道引起堆芯流量分配不均匀的原因;掌握热点、热管、热点因子、热管因子的概念，能够利用各种因子计算最大热流与换热量;知道降低热管因子和热点因子的途径;能够进行简单的堆芯稳态热工水力设计相关计算。

三、试题主要类型

名词解释、画图分析题、简答题、论述题和计算分析题

四、考查要点

1、绪论

了解反应堆的分类方式，各种类型反应堆系统的主要流程和结构特点;熟悉反应堆热工分析的主要任务。

2、堆的热源及其分布

(1)核裂变能量及其分布

掌握每次核裂变产生能量大小，能量的的主要体现形式及其释放地点。

(2)堆芯功率分布及影响因素

掌握堆芯以及整个反应堆功率的计算方法，功率分布特点，影响功率分布的主要因素及其影响规律;能够计算均匀裸堆的功率及分布状态。

(3)控制棒、慢化剂和结构材料的释热

熟悉控制棒、慢化剂、结构材料中能量的主要来源方式;

(4)堆芯余热

熟悉停堆后功率的主要来源、衰减规律、主要冷却方式。

3、堆的传热过程

(1)导热、对流

导热的微分方程及其各种形式，掌握圆柱形、板状燃料元件温度场分布的推导过程;单相对流换热的基本概念和换热规律，能够计算各种形状换热表面对流换热的能力。

(2)沸腾传热

沸腾传热的概念及分类;掌握大容积沸腾曲线，能够通过绘制沸腾曲线，分析大容积沸腾传热规律;流动沸腾机理;沸腾临界的定义及其特征。

(3)燃料元件温度分布

掌握棒状燃料元件、板状燃料元件、环形燃料元件温度场分布的计算方法，冷却剂温度场、焓场的计算方法，能够进行相关计算。

4、堆内流体流动过程及水力分析

(1)单相流体流动压降

提升压降、摩擦压降、加速压降、局部压降等基本概念与计算方法，能够计算液体冷却剂通过各种形状的管道时，其产生的压降大小。

(2)两相流体流动压降

多相流的定义、两相流的主要流型及其特点;含汽率、体积分析、空泡份额等两相流的基本参数的定义及其相互转化关系，能够通过一种参数计算出其它参数;能够通过热平衡法计算出通道内的含汽量;熟悉均匀流、分相流模型计算两相流压降的基本思想，能够列出两相流的连续性方程、动量方程;已知相关模型，能够计算出两相流流动压降;能够计算回路压降。

(3)冷却剂喷放

临界流的定义，单相临界流发生的条件，长通道、短通道、孔板等发生临界流的现象。

(4)自然循环

自然循环的基本概念，压水堆、沸水堆自然循环驱动力的推导，确定自然循环流量的方法，影响自然循环能力的主要因素。

(5)流动不稳定性

流动不稳定性定义，引起流动不稳定性的原因，流动不稳定性的分类、发生机理及基本特征;流量漂移的定义，流量漂移的发生机理，水动力学稳定性的条件，防止水动力不稳定性的措施;管间脉动的发生机理，影响管间脉动的因素。

5、堆芯稳态热工分析

(1)热工设计准则

反应堆热工设计准则，临界热流密度比，堆芯流量分配不均匀的原因，开式通道模型，闭式通道模型。

(2)热管因子和热点因子

热管、热点的定义，热管因子、热点因子的定义，降低热管因子和热点因子的途径，能够利用各种因子计算最大热流与换热量。

(3)堆芯稳态热工设计计算