船舶核动力装置复习纲要3

1.2.3.4.5.6.7.9.10.11.核动力装置复习资料（三）邓立核能具有哪些特点？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5 船内空间有限，所有设备必须重量轻、体积小2 易产生海上事故，如触礁等6 船上及港口人员密集，放射性防护极其重要3船舶速度变化急剧，且幅度大，有时必须倒航7 海洋气候 潮湿，且含有盐分。4 航行远离码头，基地补给困难 船舶轴输出功率与排水量、航速之间的关系：Ne=D2/3v 3/c kw_其中Ne-推进器功率，v_-航速.D-排水量c-海军部系数。ss核动力装置的安全设计原则：a、多道屏蔽，b、纵深防御。多道屏蔽：燃料元件包壳、一冋路系统和承压边界、安伞壳。纵深防御：1第一级安全防御主要考虑对事故的预防2第一级放置运行中出现偏差而发展成事故3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、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：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； 提高装置生命力的措施有哪些：4 主要设备单独供电、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。4 一回路水质净化5 水质监测6 废物处理。3 事故时应急、冷却4 提供承压边界。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。1 主动分组布置2 应急、储备3考虑设备仪表的互换性8. 一回路装置的基本任务：1 供给冷却剂2 热量传输3 一回路压力保护主冷却剂系统有何功用？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 停堆时排出余热要求：1 保证堆芯充分冷却-有足够的流量2 应有一定的自然循环能力-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蒸汽发生器有哪两种类型？各有什么特点？1自然循环只产生饱和蒸汽一次侧水依靠密度差自然循环一次侧保持一定水位，有利于安全要不断排污，水质要求高运行特性：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；2直流式传热管形式多样循环效率为 1给水供应要非常可靠没有排污系统.水质要求产生过热蒸汽.不需要汽水分离存在管间脉动和流动不稳定，影响安全可靠性工质流动依靠给水泵压头实现一次侧冷却剂平均温度恒定，一次侧蒸 汽压力恒定。主冷却剂泵有哪两种类型？各有什么特点？1屏蔽泵：泵体、电机都密封在壳体内.电机定子用屏蔽套与冷却剂隔开.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：三级轴封有少量泄露可用普通电机，降低了成本，效率高12.13.14.15.16.17.18.19.20.21.22.23.24.25.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-各主要设备在堆仓内分散布置，依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-设备布置紧凑，主管道很短，占用空间较小，有利干提高自然循环的能力，但增加维护难度3 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，有利干提高自然循环能力，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 由干稳定功率改变引起2 由干装置功率发生动态变化，冷却剂体积发生变化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：1稳态运行时，维持系统压力2提供压力保护；原理：1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3 氯离子含量过高会导致不锈钢应力腐蚀2结垢影响传热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：1腐蚀产物2补给水中带来杂质3化学药品带来的杂质4燃料破损；方法：1过滤-除夫悬浮杂质颗粒2离子交换-除夫离子态杂质3加药-除氧、调PH值4检测水质指标。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流稈简单，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？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：是除夫和减少主冷却剂中的溶解氧和水电离辐照分解的氢，抑制介质对设备、管系材料的腐蚀;药品：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：反应堆运行期间，及时采集主系统及相关系统中的液体、气体样品，以便分析、监测装置运行情况，指导运行操作。 内容：1净化系统有效性2燃料包壳完整性3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：向一冋路装置中需要冷却的设备提供用干冷却的除盐水。特点：1采用中间闭式冷却冋路，介干需要冷却的一冋路设备和海水系统之间一2系统压力高干海水侧，低干主冷却剂系统。 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一2造水系统除气脱盐水。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，有效冷却堆芯，保证反应堆安全。 什么是衰变热？余热排除系统功用？衰变热：在反应堆停堆后，由干放射性衰变的结果，就有热量发生，称此热为衰变热。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。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：结构简单，不设专用泵，停堆后可以直接投入。2低压型：_2用余热排除系统。26.27.28.29.30.31.32.33.34.35.36.37.38.39.40.41.发生失水事故时，安全注射系统及堆仓喷淋系统如何工作：A、小失水事故时，破口小，压力降落缓慢，采用高压注入;B、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；C、大失水事故时，流速大，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一3船内浓铀存储，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、动力设备及苴他设备供电_3制造淡水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？布置方式：单线布置、双线布置和环形布置。1单线布置：布置简单，管道、阀件少，但丁作可靠性大大降低2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：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？由干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冃的。蒸汽排放系统的作用，有哪些运行工况？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副冷凝器中，防止主蒸汽管道内压力超过允许值； 工况： 1 装置负载短时间内大幅度降低，蒸汽发生器压力会迅速升高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：收集、处理（净化、除氧）、输送凝水、加热输送给水。凝水给水系统的设计准则：1主要设备要双重设置4保证所有设备正常运行的技术条件2 有可靠灵敏的调节装置5 给水泵有应急吸水管3考虑凝水量与给水量的不一致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。对给水除氧的目的：系统中溶有若干氧气和一氧化碳，这些气体都会引起汽水循环系统和设备的腐蚀。热力除氧的基本原理和基本含义：1、Herry定律：气体溶解定律。仟何气体在水中的溶解度与该气体在气水界面卜的压力成正比，与水的温度成反比2、Dalton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4及时排走分离出的气体2 增大汽水接触面积，满足热力除氧的传热传质要求5 要保持除氧压力的恒定。3有足够的气体分离时间循环水系统的作用：1供给冷凝器冷却用水，以冷凝汽轮机排入冷凝器的蒸汽一2向辅助设备提供舷外水。自流式循环水系统特点：1 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。42.43.44.45.46.47.48.49.50.51.52.53.54.55.56.57.58.循环水系统流量调节方式：1 节流调节 - 改变阀门开度3 变速调节 - 改变循环水泵转速2旁通调节-改变旁通流量4变特性调节-改变泵轮叶片角度。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。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 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：淡化海水，制造出符合要求的动力装置用水和生活用水。海水淡化的方法：a、蒸发法、b、电渗析法、c、反渗析法。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+WfiT=W.id_Wvi_+Wbib，排污率：=W严才得 _/W.=(is-id)/i_ib/g -if(1+1/g )单级闪发式装置造水比：SS S V热平衡方程：Wsis+Wfifi=Wsid+W_i_+Wbib，得 R=W_/W=j討屏出+ib/f(1+H核动力装置中进行水质监督和处理的目的：S S V1控制设备和关系的腐蚀速率3防止蒸汽污染保证蒸汽品质2减少结垢4减少放射性污染水中杂质的形式有哪些，各有什么特点：1悬浮物：粒径A10-4mm，不溶于水，如腐蚀产物、水垢等2胶体物：粒径在10-6至10-4mm之间，主要是铝、铁、硅的化合物，有明显的吸附能力3溶解物：粒径小于10-6mm，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：1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：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：化学腐蚀、电化学腐蚀。影响电化学腐蚀的因素：1、溶解氧5、热负荷2、PH 值6、水中盐类含量3、温度7、辐照4、流速常见腐蚀现象：1溶解氧腐蚀： 8应力腐蚀：2游离二氧化碳腐蚀：9热偶腐蚀：3沉积物下的腐蚀：10杂散电流腐蚀：4氢损伤：11冲蚀：5腐蚀疲劳：6电化腐蚀：12气蚀损坏：13耗蚀(1、2、3、8,知道其特点)： 7晶间腐蚀：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讨了溶解度而沉淀析出。 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。59. 什么是炉水处理，常用的处理方法有哪些？炉水处理一是处理杂质.防止结垢和调整水的PH值。 常用的处理方法有磷酸盐法和全挥发零固体处理。60. 汽轮机相对内效率和管道损失系数如何定义的？略61. 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境状态时所做的做大理 论功.以 Fx 表示火用. 0表示比火用。62. 热量火用如何计算？略63. 物理火用如何计算?64. 火用损失的含义是什么？通常分为哪两类？火用损失：能量在传递讨程中一部分能量由可被利用的形态转化为不可利用的形态。 分类：通常分为内部火用损失和外部火用损失两部分。65. 火用效率和火用损失系数如何定义？略66. 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？火用损失最大的设备：反应堆。原因：1核能转换为热能的不可逆讨程的火用损失2传热讨程存在温差的火用损失。67. 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。68. 废汽回热循环与抽汽回热循环的区别：1废汽冋热循环辅机的乏汽，抽汽冋热循环利用主汽轮机抽汽2抽汽冋热循环的效率高于废汽冋热循环。69. 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70. 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.其冃的时为船舶核动力装置 的设计运行提供依据。71. 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：A、Tav为常数时，优点：1主系统的压力波动很小，压力控制系统的负担小，可以减小稳压器尺寸2有利干堆芯反应性的控制；缺点：一次侧蒸汽参数变化很大，设计运行困难。B、Ps为常数时，优点：有利干二冋路系统的设计和运行；缺点：一次侧冷却剂平均温度变化范围大，压力控制，功率控制难度增加。72. 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？73. 推导冷凝器的静态特性方程？略74. 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：描述讨稈进行的规模、稈度，如流量、热通量等2质量参数：描述讨稈进行的水平、强度的参数，如水位、压力等；两类过程：稳态讨程、动态讨程。75. 热力设备动态过程的含义：研究对象原先处干稳定工况，由干扰动稳定被破坏，直到系统在自身外加条件的调节下达到新的平衡 之间的讨程。76. 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3 停堆后仍有衰变热。2 高温高压的工质77. 反应堆安全的概念：对工作人员和周围居民的健康与安伞有切实可靠地保证。1正常运行工况下，厂区的放射性水平低干允许标准2事故工况下，有效地限制放射性物质扩散，防止堆芯烧毁。