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船舶核动力 考试大纲

归档日期:11-08       文本归类:防御纵深      文章编辑:爱尚语录

  核能具有哪些特点? 核能具有哪些特点?用作船舶核动力有哪些优越性?1 核燃料具有极高的能量密度,核裂变不依赖氧气 2 核燃料船重比例小,有较大的续航能力和推进功率,提高潜艇的隐蔽性。 船用核动力装置的船用条件:1 船舶受海洋条件影响,易产生摇摆和倾斜 2 易产生海上事故,如触礁等 3 船用核动力装置的船用条件 船舶速度变化急剧,且幅度大,有时必须倒航 4 航行远离码头,基地补给困难 5 船内空间有限,所有设备 必须重量轻、体积小 6 船上及港口人员密集,放射性防护极其重要 7 海洋气候 潮湿,且含有盐分。 船舶轴输出功率与排水量、航速之间的关系 船舶轴输出功率与排水量、航速之间的关系:Ne=D vs /c kw 海军部系数。 核动力装置的安全设计原则:多道屏蔽,纵深防御。多道屏蔽 多道屏蔽:燃料元件包壳、一回路系统和承压边界、 核动力装置的安全设计原则 多道屏蔽 安全壳。纵深防御 纵深防御:1 第一级安全防御主要考虑对事故的预防 2 第二级放置运行中出现偏差而发展成事故 3 纵深防御 第三极是限制事故引起的放射性后果。 专职可靠性如何定义:指装置在规定的时间内,在规定的使用条件下能完成规定功能的能力。它表示系统、 专职可靠性如何定义 机器、设备等的工作和性能的时间稳定性强度。 什么是装置的生命力 装置的生命力:在战斗破损或事故破损时,装置能够保证或恢复其功能的能力; 装置的生命力 提高装置生命力的措施 提高装置生命力的措施有哪些:1 主动分组布置 2 应急、储备 2 考虑设备仪表的互换性 4 主要设备单独供 措施 电、设置应急供电系统 5 主要消耗品分散布置 6 具有破损报警及隔离装置。 一回路装置的基本任务:1 供给冷却剂 2 热量传输 3 一回路压力保护 4 一回路水质净化 5 水质监测 6 废物 一回路装置的基本任务 处理。 主冷却剂系统有何功用?其设计要求有哪些 功能 主冷却剂系统有何功用 其设计要求有哪些?功能 其设计要求有哪些 功能:1 正常运行时传热,使二回路工质变为蒸汽 2 停堆时 排出余热 3 事故时应急、冷却 4 提供承压边界。要求 要求:1 保证堆芯充分冷却-有足够的流量 2 应有一定的自 要求 然循环能力-作战、安全性 3 主泵应有一定的惯性 4 一台主泵失效不能导致系统失效 5 满足适航性要求 6 满 足承压边界完整性要求 7 系统双重设置。 蒸汽发生器有哪两种类型?各有什么特点 自然循环①只产生饱和蒸汽②二次侧水依靠密度差自然循环 蒸汽发生器有哪两种类型 各有什么特点?1 自然循环 各有什么特点 ③二次侧保持一定水位,有利于安全④要不断排污,水质要求高⑤运行特性:一次侧冷却剂平均温度恒定, 二次侧蒸汽压力随符合增加而降低; 直流式 2 直流式①传热管形式多样②循环效率为 1③给水供应要非常可靠④没 有排污系统,水质要求⑤产生过热蒸汽,不需要汽水分离⑥存在管间脉动和流动不稳定,影响安全可靠性 ⑦工质流动依靠给水泵压头实现⑧一次侧冷却剂平均温度恒定,二次侧蒸汽压力恒定。 主冷却剂泵有哪两种类型?各有什么特点? 屏蔽泵:泵体、电机都密封在壳体内,电机定子用屏蔽套与 主冷却剂泵有哪两种类型?各有什么特点?1 屏蔽泵 哪两种类型 冷却剂隔开,电机用设备冷却水冷却;加工复杂且效率低;电机采用多绕组变速 2 轴封泵 轴封泵:①三级轴封② 有少量泄露③可用普通电机,降低了成本,效率高。 主冷却剂系统常见的布置方式有哪几种?各有什么特点 分散式布置-各主要设备在堆仓内分散布置,依 主冷却剂系统常见的布置方式有哪几种?各有什么特点?1 分散式布置 据较长的主管道连接,占用空间较多,自然循环能力较低,铀管道破裂的危险,但维护方便 2 紧凑式布置 紧凑式布置设备布置紧凑,主管道很短,占用空间较小,有利于提高自然循环的能力,但增加维护难度 3 一体化布置 一体化布置蒸汽发生器、主泵、稳压器与反应堆集成为一体,无主管道,有利于提高自然循环能力,避免打破口事故 发生,维护很困难。 设置压力安全系统的必要性:1 压力过高会导致承压边界破裂,造成失水事故,影响反应堆安全,存在放 设置压力安全系统的必要性 热性物质扩散的危险 2 压力过低会导致堆芯出现危机反应堆安全的冷却剂沸腾。 反应堆冷却剂系统压力波动的主要原因:1 由于稳定功率改变引起 2 由于装置功率发生动态变化,冷却剂 反应堆冷却剂系统压力波动的主要原因 体积发生变化 3 由于温度测量误差与控制死区的存在,会使冷却剂体积发生微小波动。 压力安全系统有何功用?简述其运行原理?功用 原理:1 压力安全系统有何功用?简述其运行原理?功用:1 稳态运行时,维持系统压力 2 提供压力保护;原理 原理 压力波动时有 A 压力升高 B 压力降低两种情况 2 压力保护,在 A 状态下,高压报警,停堆,安全排放,在 B 状态下,低压报警,停堆,安全注入 3 除气。 为什么要对一回路冷却剂水质进行处理?1 不处理会加速设备腐蚀 2 结垢影响传热 3 氯离子含量过高会导 为什么要对一回路冷却剂水质进行处理 致不锈钢应力腐蚀 4 悬浮杂质受辐照活化,增加一回路系统放射性水平。 主冷却剂中杂质的来源有哪些?如何控制冷却剂的水质?来源 主冷却剂中杂质的来源有哪些 如何控制冷却剂的水质 来源 如何控制冷却剂的水质 来源:1 腐蚀产物 2 补给水中带来杂质 3 化学药 2/3 3 其中 Ne-推进器功率,vs-航速,D-排水量 c- 品带来的杂质 4 燃料破损;方法 方法:1 过滤-除去悬浮杂质颗粒 2 离子交换-除去离子态杂质 3 加药-除氧、调 方法 PH 值 4 检测水质指标。 高低压净化系统各有什么特点?高压: 高低压净化系统各有什么特点 高压:1 依靠主泵压头提供循环动力系统,压力与主系统相连 2 流程简单, 高压 设备少,布置紧凑 3 系统设计要求高,造价昂贵;低压:1 冷却剂减温减压后进行净化,系统运行压力低 2 低压: 低压 与其他系统共用设备与管路,依靠上充泵将净化后的冷却剂大会主系统 3 造价较低。 主冷却剂中添加化学药品的目的是什么?通常在什么阶段添加何种药品? 主冷却剂中添加化学药品的目的是什么?通常在什么阶段添加何种药品?化学添加系统用于向主冷却剂系 统中添加联氨、PH 值控制剂及氢气。目的:是除去和减少主冷却剂中的溶解氧和水电离辐照分解的氢,抑 目的: 目的 制介质对设备、管系材料的腐蚀,通常在高温状态下除氧用氢气,低温状态下用联氨。 取样系统的基本功能及其主要检测内容:功能 取样系统的基本功能及其主要检测内容 功能:反应堆运行期间,及时采集主系统及相关系统中的液体、 功能 气体样品,以便分析、监测装置运行情况,指导运行操作。内容 内容:1 净化系统有效性 2 燃料包壳完整性 3 内容 放射性水平(各舱室)4 氢气浓度。 设备冷却水系统的功用及系统特点:功能 特点: 设备冷却水系统的功用及系统特点 功能:向一回路装置中需要冷却的设备提供用于冷却的除盐水。特点 功能 特点 1 采用中间闭式冷却回路,介于需要冷却的一回路设备和海水系统之间 2 系统压力高于海水侧,低于主冷 却剂系统。 补水系统有何功用?补水的水源有哪些?功能 处理、 贮存以及向一回路系统补水 1 初始补水 2 冷启堆时, 补水系统有何功用?补水的水源有哪些?功能: 补水泵用于初始升压 3 正常运行时,间断补水 4 冷停堆或事故时,补偿主泵系统水位下降 5 提供其他用水; 来源:1 经除气的二回路凝水 2 造水系统除气脱盐水。 来源 设置工程安全设施的目的:在发生事故时,保证安全屏障的完整性,避免放射性物质的泄露,有效冷却堆 设置工程安全设施的目的 芯,保证反应堆安全。 什么是衰变热?余热排除系统功用 什么是衰变热?余热排除系统功用?在反应堆停堆后,由于放射性衰变的结果,就有热量发生,称此热为 衰变热。作用 作用:正常停堆、冷停堆及事故停堆时,除去堆芯衰变热,及一回路系统显热。 作用 高压型和低压型余热排出系统有效方式有何区别?1 高压型 高压型:结构简单,不设专用泵,停堆后可以直接投 高压型和低压型余热排出系统有效方式有何区别 入。2 低压型:有专设泵 1 阶段一:用主冷却剂系统+蒸汽排放系统,实现余热排出 2 用余热排除系统。 低压型 发生失水事故时,安全注射系统及堆仓喷淋系统如何工作:在小失水事故时 小失水事故时,破口小,压力降落缓慢,采 小失水事故时 用高压注入;中等失水事故时 中等失水事故时,压力为中等程度,用应急衰变热除去泵向堆芯注水;大失水事故时 大失水事故时,流速 中等失水事故时 大失水事故时 大,压力降低快,采用低压安注系统,根据安注信号同时作用启动安全喷淋系统,向堆芯内喷淋冷却水, 减少舱内温度和压力。 放射性废物来源:1 冷却剂中的杂质、腐蚀产物以及堆仓中的空气受辐照产生的腐蚀性同位素 2 燃料元件 放射性废物来源 包壳破损,裂变产物进入主冷却剂 3 检修时被放射性污染的工具、衣服等。 核动力舰船进行放射性废物处理的原则是什么?1 自然衰变 2 稀释到允许的标准后排放 3 船内浓铀存储, 核动力舰船进行放射性废物处理的原则是什么 岸上处理。 二回路装置的功用:1 为舰船前进提供动力 2 为武器、动力设备及其他设备供电 3 制造淡水 二回路装置的功用 主蒸汽系统的设计要求:1 管内流动阻力尽量小 2 有足够的生命力和最大的工作可靠度 3 铀安全可靠的热 主蒸汽系统的设计要求 补偿措施 4 散热损失尽量小 5 管道材料与蒸汽参数相适应 6 管道支撑要满足防震动防摇摆和热补偿的要求。 主蒸汽系统的布置方式有哪几种?各有什么特点? 单线布置:布置简 主蒸汽系统的布置方式有哪几种?各有什么特点?单线布置、双线 单线布置 单,管道、阀件少,但工作可靠性大大降低 2 双线布置 双线布置:两台蒸汽发生器个用一根干管与主机相通,工作 可靠性增大,增强了管道本身热补偿可靠性 3 环形布置 环形布置:在蒸汽发生器出口装一根桥管,使整个管道形成 环形,提高了系统的生命力,但是系统复杂。 为什么蒸汽管道要用变形补偿?常用的补偿措施有哪些? 为什么蒸汽管道要用变形补偿?常用的补偿措施有哪些?由于船壳体在受到外力作用时会发生变形,当管 道受热时也会产生膨胀,因此,刚性固定的直管道就会产生内应力,导致管道自身的损伤或连接的紧密性。 措施:1 采用专门的补偿装置 2 利用管道的布置使管道本身以本身的弯曲和扭转来达到自补偿的目的。 措施 蒸汽排放系统的作用,有哪些运行工况 功能 功能:把蒸汽发生器产生的多余蒸汽,经过减温减压后排入主或 蒸汽排放系统的作用,有哪些运行工况?功能 副冷凝器中,防止主蒸汽管道内压力超过允许值;工况 工况:1 装置负载短时间内大幅度降低,蒸汽发生器压 工况 力会迅速升高 2 事故工况下,如主机甩负载,紧急停堆 3 某些核动力装置中,停堆后,余热排出第一阶段。 凝水-给水系统的功能 、输送凝水、加热输送给水。 凝水 给水系统的功能:收集、处理(净化、除氧) 给水系统的功能 凝水-给水系统的设计准则 水 给水系统的设计准则 给水系统的设计准则:1 主要设备要双重设置 2 有可靠灵敏的调节装置 3 考虑凝水量与给水量的不一 致 4 保证所有设备正常运行的技术条件 5 给水泵有应急吸水管 6 正常条件下,必须保证给水的水质。 凝水被污染的主要原因:1 海水、空气漏入 2 腐蚀产物带入。 凝水被污染的主要原因 对给水除氧的目的:系统中溶有若干氧气和二氧化碳,这些气体都会引起汽水循环系统和设备的腐蚀。 对给水除氧的目的 除氧的目的 热力除氧的基本原理和基本含义:1Herry 定律 定律:气体溶解定律。任何气体在水中的溶解度与该气体在气水 热力除氧的基本原理和基本含义 界面上的压力成正比,与水的温度成反比 2Dalton 定律 定律:气体分压定律。混合气体的总压力等于混合气体 中各气体的分压力之和。 热力除氧的基本要求:1 水必须加热到饱和温度 2 增大汽水接触面积,满足热力除氧的传热传质要求 3 有 热力除氧的基本要求 足够的气体分离时间 4 及时排走分离出的气体 5 要保持除氧压力的恒定。 循环水系统的作用:1 供给冷凝器冷却用水,以冷凝汽轮机排入冷凝器的蒸汽 2 向辅助设备提供舷外水。 循环水系统的作用 自流式循环水系统特点:依靠船舶航行时与海水之间的相对运动所产生的动压头,是海水流经循环水系统 自流式循环水系统特点 2 航速高时可以满足要求,但是航速低时还需要用泵 3 增加船舶前进阻力,消耗主机功率。 循环水系统流量调节方式:1 节流调节-改变阀门开度 2 旁通调节-改变旁通流量 3 变速调节-改变循环水泵 循环水系统流量调节方式 转速 4 变特性调节-改变泵轮叶片角度。 润滑油系统的作用 润滑油系统的作用:1 润滑及冷却主辅设备的摩擦部件 2 供给主机遥控系统及安全设备的压力油。 系统的作用 润滑油系统设计要求:1 当系统油中断,油压过低,有问过高时,应及时发出信号,并停止设备的工作 2 润滑油系统设计要求 系统在航行或停泊时能对滑油进行净化,以保证滑油的品质 3 循环滑油要有足够的沉淀时间。 反映滑油特性的几个基本参数及含义:1 粘度 2 酸值-油中有机酸的含量,表示油的氧化程度 3 灰分-滑油燃 反映滑油特性的几个基本参数及含义 烧后生成的无机质残渣, 会增大摩擦 4 乳化作用-滑油与水混合产生乳浊液的性质 5 闪光点-滑油被加热到某 一温度时,其蒸气与周围空气混合,火焰接近时发生闪光。 造水系统的作用 造水系统的作用:淡化海水,制造出符合要求的动力装置用水和生活用水。 的作用 海水淡化的方法:蒸发法、电渗析法、反渗析法。 海水淡化的方法 利用蒸发法造水,造水比的含义 利用蒸发法造水,造水比的含义:一千克加热蒸汽可以产生多少千克的二次汽,用 R 表示。 低压浸管型造水装置的造水比表达式推导:热平衡方程:Wsis+Wfif=Wsid+Wviv+Wbib,排污率:ε=Wv/Wb, 低压浸管型造水装置的造水比表达式推导 得 R=Wv/Ws=(is-id)/[iv+ib/ε-if(1+1/ε)] 单级闪发式装置造水比: 单级闪发式装置造水比:热平衡方程:Wsis+Wfif1=Wsid+Wviv+Wbib,得 R=Wv/Ws=(is-id)/[iv+ib/ε-if1(1+1/ε)] 装置造水比 核动力装置中进行水质监督和处理的目的:1 控制设备和关系的腐蚀速率 2 减少结垢 3 防止蒸汽污染保证 核动力装置中进行水质监督和处理的目的 蒸汽品质 3 减少放射性污染 水中杂质的形式有哪些,各有什么特点 悬浮物:粒径>10 mm,不溶于水,如腐蚀产物、水垢等 2 胶 水中杂质的形式有哪些,各有什么特点:1 悬浮物 体物:粒径在 10 至 10 mm 之间,主要是铝、铁、硅的化合物,有明显的吸附能力 3 溶解物 溶解物:粒径小于 体物 10 mm,溶于水中的矿物质、盐类、气体等。 金属腐蚀有哪两种,各有什么特点 全面性腐蚀:整个金属表面都发生不同程度的腐蚀 2 局部性腐蚀 局部性腐蚀: 金属腐蚀有哪两种,各有什么特点:1 全面性腐蚀 腐蚀集中在金属表面某一区域。 金属腐蚀按照破坏机理可分为哪几种: 金属腐蚀按照破坏机理可分为哪几种:化学腐蚀、电化学腐蚀。 影响电化学腐蚀的因素:1 溶解氧 2PH 值 3 温度 4 流速 5 热负荷 6 水中盐类含量 7 辐照 影响电化学腐蚀的因素 常见腐蚀现象:1 溶解氧腐蚀 2 游离二氧化碳腐蚀 3 沉积物下的腐蚀 4 氢损伤 5 腐蚀疲劳 6 电化腐蚀 7 晶 常见腐蚀现象 间腐蚀 8 应力腐蚀 9 热偶腐蚀 10 杂散电流腐蚀 11 冲蚀 12 气蚀损坏 13 耗蚀(1、2、3、8,知道其特点) 水垢构成:水垢主要有钙、镁的某些盐类构成,主要是这些盐类在水中的浓度超过了溶解度而沉淀析出。 水垢构成 水垢形成原因:1 蒸发浓缩 2 受热分解 3 某些盐随温度升高,其在水中的溶解度反而降低。 水垢形成原因 什么是炉水处理,常用的处理方法有哪些?炉水处理 什么是炉水处理,常用的处理方法有哪些?炉水处理是处理杂质,防止结垢和调整水的 PH 值。常用的处 常用的处 理方法有磷酸盐法和全挥发零固体处理。 理方法 汽轮机相对内效率和管道损失系数如何定义的? 汽轮机相对内效率和管道损失系数如何定义的?略 火用定义:以给定的环境为基准,物质的理论作功能力的度量,即物质由给定的状态经可逆过程变化到环 火用定义 -6 -6 -4 -4 境状态时所做的做大理论功,以 Ex 表示火用,ex 表示比火用。 热量火用如何计算? 热量火用如何计算?略 物理火用如何计算?略 理火用如何计算? 理火用如何计算 火用损失的含义是什么?通常分为哪两类?能量在传递过程中一部分能量由可被利用的形态转化为不可利 火用损失的含义是什么 用的形态。通常分为内部火用损失和外部火用损失两部分。 火用效率和火用损失系数如何定义? 火用效率和火用损失系数如何定义?略 核动力设备中火用损失最大的设备是哪个?简述造成其火用损失的主要原因? 核动力设备中火用损失最大的设备是哪个?简述造成其火用损失的主要原因?反应堆。原因:1 核能转换 为热能的不可逆过程的火用损失 2 传热过程存在温差的火用损失。 蒸汽初、终参数的变化对核动力装置热力循环效率的影响 蒸汽初、终参数的变化对核动力装置热力循环效率的影响:其热效率随蒸汽初温的增加而增加,乏汽压力 升高,则效率下降。 废汽回热循环与抽汽回热循环的区别:1 废汽回热循环辅机的乏汽,抽汽回热循环利用主汽轮机抽汽 2 抽 废汽回热循环与抽汽回热循环的区别 汽回热循环的效率高于废汽回热循环。 对核动力装置进行能量平衡计算常用的方法及其基本步骤? 对核动力装置进行能量平衡计算常用的方法及其基本步骤?略 核动力装置的静态特性: 核动力装置的静态特性:在稳定运行工况下,船舶核动力装置的各主要运行参数随负荷的变化规律,其目 态特性 的时为船舶核动力装置的设计运行提供依据。 比较冷却剂平均温度恒定运行方案与蒸汽压力恒定运行方案的特点: 为常数时,优点:1 主系统的压力 比较冷却剂平均温度恒定运行方案与蒸汽压力恒定运行方案的特点:Tav 为常数时,优点 波动很小,压力控制系统的负担小,可以减小稳压器尺寸 2 有利于堆芯反应性的控制;缺点 缺点:二次侧蒸汽 缺点 参数变化很大,设计运行困难。Ps 为常数时 优点 为常数时,优点 优点:有利于二回路系统的设计和运行;缺点 缺点:一次侧冷却 缺点 剂平均温度变化范围大,压力控制,功率控制难度增加。 分别写出汽轮机采用实际汽量调节、实际汽质调节时的静态方程? 分别写出汽轮机采用实际汽量调节、实际汽质调节时的静态方程?略 推导冷凝器的静态特性方程? 推导冷凝器的静态特性方程?略 描述热力设备动力学过程的两类参数、两类过程分别是什么?两类参数: 数量参数:描述过程进行的规 描述热力设备动力学过程的两类参数、两类过程分别是什么?两类参数:1 数量参数 模、程度,如流量、热通量等 2 质量参数 质量参数:描述过程进行的水平、强度的参数,如水位、压力等;两类过 两类过 程:稳态过程、动态过程。 热力设备动态过程的含义:研究对象原先处于稳定工况,由于扰动稳定被破坏,直到系统在自身外加条件 热力设备动态过程的含义 的调节下达到新的平衡之间的过程。 反应堆运行时的特点及其潜在危险:1 在运行过程中产生大量放射性物质 2 高温高压的工质 3 停堆后仍有 反应堆运行时的特点及其潜在危险 衰变热。 反应堆安全的概念:对工作人员和周围居民的健康与安全有切实可靠地保证。1 正常运行工况下,厂区的 反应堆安全的概念 放射性水平低于允许标准 2 事故工况下,有效地限制放射性物质扩散,防止堆芯烧毁。

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