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大家对于考研大纲的公布一直都非常关心,考研大纲是考研学子备考复习的重要参考,新东方在线考研为大家整理了“上海交通大学2023自命题考研大纲:核反应堆工程”的相关内容,让备考更省时高效。
上海交通大学2023自命题考研大纲:核反应堆工程
*考试科目
核反应堆工程
*考试形式
闭卷考试,3 小时,满分 150 分
*考试内容范围
《核反应堆物理》
一. 核反应堆的核物理基础
1.中子与原子核的相互作用机理:中子吸收和中子散射 (弹性与非弹性)
2.中子微观及宏观截面、核反应率、自由程、中子通量密度的概念
3.共振现象与多普勒效应
4 .核裂变的释能、反应堆功率和中子通量密度之间的关系
5. 裂变中子、裂变产物
6.链式裂变反应 (临界条件,四、六因子公式)
二. 中子慢化与慢化能谱
1.中子的弹性散射过程:弹性散射动力学、慢化剂的选择
2.无限均匀介质的慢化能谱:慢化方程、含氢无吸收介质的慢化谱
3.热中子堆的近似能谱 (三个能区)
三. 中子扩散理论
1.单能中子扩散:斐克定律、单能中子扩散方程
2.非增殖介质扩散方程的解
四. 均匀反应堆的临界理论
1.均匀裸堆的单群临界理论:单群扩散方程、临界条件及中子通量密度分布
2.双区反应堆的单群临界理论:单群扩散方程、条件及中子通量密度分布
五.非均匀反应堆
1.栅格的非均匀效应:空间自屏效应、不同能量中子的通量空间分布
六.反应性随时间的变化
1 .燃耗加深过程中核燃料中铀-235 的消耗、钚-239 的积累
2.氙-135 中毒:平衡氙中毒、最大氙中毒、功率瞬变中的氙中毒、氙震荡
3.钐-149 中毒
4.燃耗深度与堆芯寿期
5.核燃料的转换与增殖
七.温度效应与反应性控制
1.反应性温度效应:反应性温度效应成因、各反应性温度反馈对反应堆安全 的意义
2.反应性控制的任务 剩余反应性、控制棒价值、停堆深度
3.压水堆的几种反应性控制方式
八. 核反应堆动力学
1.反应堆周期
2.点堆中子动力学方程
3.反应性阶跃扰动下中子通量随时间的瞬变:反应性方程、瞬发临界条件
《反应堆热工水力》
核反应堆热工基础
一、传热学基础
1、热量传递的基本方式
基本概念: 导热,对流, 热辐射,传热过程, 传热系数
2、导热基本定律
基本概念: 导热系数,热流密度,温差
导热计算: 导热基本定律(傅立叶定律),导热微分方程式, 通过平壁的导热,
通过圆筒壁的导热
3、对流换热基本定律
基本概念:对流换热系数,热流密度, 温差,层流换热, 紊流换热,强制对流 换热自然对流换热, 雷诺数, 格拉晓夫数, 努谢尔特数, 影响换热系数的因素 对流换热计算: 对流换热基本定律(牛顿冷却公式),对流换热系数, 强制对 流换热自然对流换热,换热微分方程式
4、凝结与沸腾换热
基本概念: 凝结换热现象,膜状凝结,珠状凝结, 影响膜状凝结的因素
沸腾换热,池式沸腾,管内沸腾,过冷沸腾, 饱和沸腾, 核态沸腾,过渡沸 腾,膜态沸腾
5、辐射换热
基本概念: 热辐射, 辐射常数, 吸收率, 黑体辐射,灰体辐射
辐射换热计算: 辐射换热公式(斯蒂芬-玻尔兹曼定律)
6、传热过程与换热器
基本概念: 传热过程分析,热阻,温差, 换热器, 间壁式换热器
传热计算: 传热方程式, 传热量计算
二、反应堆内热量的产生与输出
1、堆内热源的产生
堆芯内热源:(裂变碎片动能, 裂变中子的动能),包括: 燃料元件内释热,反 应堆结构部件(燃料包壳,定位格架,控制棒导管)的释热,控制棒内的释 热,慢化剂内的释热,
堆芯内热源的空间分布:
堆芯外结构部件的释热:(反射层,热屏蔽,压力容器)
停堆后的释热:(剩余裂变功率, 衰变功率),裂变产物的衰变, 中子俘获产物 的衰变
2、燃料元件的径向导热
热量传导路径: 燃料元件芯块内的导热(有内热源),芯块表面到包壳内表面 的传热(间隙热阻),包壳内表面到外表面的导热(无内热源)
热量传导计算:燃料芯块内的温度分布,燃料热导率,燃料芯块与包壳之间 的间隙热传导, 包壳中的温度降
3、燃料元件包壳外表面到冷却剂的传热
元件壁面与冷却剂之间的对流换热过程:
基本概念:单相流, 多相流,两相流,强迫对流传热,自然对流传热, 含汽 量, 空泡份额,滑速比,两相流的流型,泡状流,塞状流,环状流, 雾状流, 欠热沸腾起始点,汽泡脱离壁面起始点, 沸腾传热, 临界热流密度, 沸腾传热 特性曲线
对流换热计算:对流换热公式, 单相对流传热系数, 强迫对流传热系数, 自然 对流传热系数,两相对流的传热系数,流动沸腾的传热系数,泡核沸腾的传 热系数,过渡沸腾的传热系数, 膜态沸腾的传热系数
4、沿冷却剂通道的输热
冷却剂将热量输送到堆外过程:
输热量计算:
5、燃料元件及冷却剂通道的轴向温度分布
基本过程: 轴向功率分布,径向传热
温度计算: 冷却剂温度分布, 包壳外面温度分布, 包壳内温度分布, 燃料元件 芯块表面温度分布, 燃料元件中心温度分布
三、流体动力学
1、单相流的压降
基本概念:提升压降,加速压降,摩擦压降, 形阻压降, 单相通道的流动压 降, 等温流动的摩擦系数(圆形通道, 非圆形通道),加热或冷却下流动的摩 擦系数,局部压降(截面突然扩大, 截面突然缩小,弯管,接管, 阀门)
压降计算:提升压降,加速压降,摩擦压降, 形阻压降, 单相通道的流动压 降, 等温流动的摩擦系数(圆形通道, 非圆形通道),加热或冷却下流动的摩 擦系数,局部压降(截面突然扩大, 截面突然缩小,弯管,接管, 阀门) 2、两相流的压降
基本概念: 均匀流模型, 分离流模型,
压降计算:两相面直通道的流动压降,提升压降,加速压降,摩擦压降,形阻 压降,局部压降(截面突然扩大,截面突然缩小,弯管,接管,阀门,孔板) 3、流量计算
基本概念: 封闭回路中的流量, 强制循环,泵消耗功率, 自然循环
流量计算: 封闭回路中的流量计算, 强制循环流量,自然循环流量 4、流量分配
基本概念: 并联通道,闭式通道,开式通道, 影响流量分配的因素
流量计算: 并联闭式通道的流量分配计算,(压力分布, 质量守恒方程, 动量 守恒方程, 能量守恒方程)
5、流动不稳定性
基本概念: 流动不稳定性, 流动不稳定性的不利影响,水动力不稳定性, 并联 通道不稳定性, 流型不稳定性, 动力学不稳定性, 热振荡
四、反应堆稳态热工设计
1、压水堆热工设计准则
2、设计准则:
3、热点因子
4、基本概念: 热点, 热点因子, 热流密度核热点因子, 热流密度工程热点因 子,降低热点因子的方法
5、热通道因子
6、基本概念: 热通道,焓升核热通道因子,焓升工程热通道因子, 焓升工程 热通道分因子, 降低焓升热通道因子的方法
7、流动沸腾的临界热流密度
8、基本概念: 流动沸腾的热流密度, 流动沸腾的临界热流密度,影响临界热 流密度的因素
9、临界热流密度计算:W-3 公式
10、最小烧毁比
11、基本概念: 偏离泡核沸腾比,最小烧毁比
12、计算: 偏离泡核沸腾比,最小烧毁比
13、单通道模型
14、反应堆输出热工率, 燃料元件传热面积,平均通道的冷却剂质量流速,平 均通道的压降, 反应堆进口温度或出口温度, 热通道因子,热点因子, 最大热 流密度,最大线功率密度, 堆芯平均功率密度, 热通道的有效驱动压头, 热通 道冷却剂焓场, 热通道内燃料元件温度场
*参考书目
《核反应堆物理分析》第五版, 谢仲生主编, 西安交通大学出版社
《核反应堆热工分析》,2001 ,于平安等编著, 上海交通大学出版社
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