上海交通大學(xué)核反應(yīng)堆工程2023碩士研究生考試大綱|考試內(nèi)容與重點(diǎn)

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2022/10/25
上海交通大學(xué)機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院2023碩士研究生考試大綱|考試內(nèi)容與重點(diǎn)已公布,考研大綱是規(guī)定全國碩士研究生入學(xué)考試相應(yīng)科目的考試范圍、考試要求、考試形式、試卷結(jié)構(gòu)等權(quán)威政策指導(dǎo)性考研用書。小編整理相關(guān)內(nèi)容,了解一下~
*考試科目
核反應(yīng)堆工程
*考試形式
閉卷考試,3 小時(shí),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(jī)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(dòng)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(gè)能區(qū))
三. 中子擴(kuò)散理論
1.單能中子擴(kuò)散:斐克定律、單能中子擴(kuò)散方程
2.非增殖介質(zhì)擴(kuò)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(kuò)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(kuò)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(shí)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(jià)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(dòng)力學(xué)
1.反應(yīng)堆周期
2.點(diǎn)堆中子動(dòng)力學(xué)方程
3.反應(yīng)性階躍擾動(dòng)下中子通量隨時(shí)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(jì)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(qiáng)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?cái)?shù), 影響換熱系數(shù)的因素 對流換熱計(jì)算: 對流換熱基本定律(牛頓冷卻公式),對流換熱系數(shù), 強(qiáng)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(jì)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(jì)算: 傳熱方程式, 傳熱量計(jì)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(dòng)能, 裂變中子的動(dòng)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)?/p>
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(jì)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(qiáng)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(diǎn),汽泡脫離壁面起始點(diǎn), 沸騰傳熱, 臨界熱流密度, 沸騰傳熱 特性曲線
對流換熱計(jì)算:對流換熱公式, 單相對流傳熱系數(shù), 強(qiáng)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(dòng)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(jì)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(jì)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(dòng)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(dòng)壓 降, 等溫流動(dòng)的摩擦系數(shù)(圓形通道, 非圓形通道),加熱或冷卻下流動(dòng)的摩 擦系數(shù),局部壓降(截面突然擴(kuò)大, 截面突然縮小,彎管,接管, 閥門)
壓降計(jì)算:提升壓降,加速壓降,摩擦壓降, 形阻壓降, 單相通道的流動(dòng)壓 降, 等溫流動(dòng)的摩擦系數(shù)(圓形通道, 非圓形通道),加熱或冷卻下流動(dòng)的摩 擦系數(shù),局部壓降(截面突然擴(kuò)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(jì)算:兩相面直通道的流動(dòng)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(kuò)大,截面突然縮小,彎管,接管,閥門,孔板) 3、流量計(jì)算
基本概念: 封閉回路中的流量, 強(qiáng)制循環(huán),泵消耗功率, 自然循環(huán)
流量計(jì)算: 封閉回路中的流量計(jì)算, 強(qiáng)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(jì)算: 并聯(lián)閉式通道的流量分配計(jì)算,(壓力分布, 質(zhì)量守恒方程, 動(dòng)量 守恒方程, 能量守恒方程)
5、流動(dòng)不穩(wěn)定性
基本概念: 流動(dòng)不穩(wěn)定性, 流動(dòng)不穩(wěn)定性的不利影響,水動(dòng)力不穩(wěn)定性, 并聯(lián) 通道不穩(wěn)定性, 流型不穩(wěn)定性, 動(dòng)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(jì)
1、壓水堆熱工設(shè)計(jì)準(zhǔn)則
2、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則:
3、熱點(diǎn)因子
4、基本概念: 熱點(diǎn), 熱點(diǎn)因子, 熱流密度核熱點(diǎn)因子, 熱流密度工程熱點(diǎn)因 子,降低熱點(diǎn)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(dòng)沸騰的臨界熱流密度
8、基本概念: 流動(dòng)沸騰的熱流密度, 流動(dòng)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(jì)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(jì)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(jìn)口溫度或出口溫度, 熱通道因子,熱點(diǎn)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(dòng)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
原標(biāo)題:核反應(yīng)堆工程
文章來源:https://me.sjtu.edu.cn/YanJS/entranceprogram.html