1、 1 核电厂系统与原理课后习题 （ 部分答案未找到或与教材有些许出入 ） 核岛 1. 核能有何特点是什么？ 特点 1：核能具有很高的能量密度 特点 2：核电是清洁的能源 特点 3：核能是极为丰富的能源 特点 4：核电在经济性具有竞争力 特点 5：核电的安全性具有保障 2. 压水堆核电厂的基本组成是什么？与火电厂的对应关系是什么？ 压水堆核电站分为三大部分： 核岛（ NI） 常规岛（ CI） 电站配套设施（ BOP） 3. 核电厂的安全目标是什么，其两个解释目标是什么？ 辐射防护目标；确保在正常时放射性物质引起的辐射照射低于国家规定的限 值， 并保持在可合理达到的尽量低的水平。 (As Low
2、As Reasonably Achievable-ALARA) 技术安全目标；防止发生事故，减少严重事故发生概率及其后果 4. 纵深防御原则是什么，与核电站设计有何关系？ 纵深防御原则（ defense-in-depth）多道屏障 多级防御 5. 单一故障原则是什么，与核电站设计有何关系？ 要求某设备组合在其任何部位发生可信的单一故障时仍能执行其正常功能的准则。 6. 压水堆核电厂的屏蔽如何分类？ 热屏蔽 设置在被防护设备周围，防止压力容器、混凝土生物屏蔽吸收来自活区性 的快中子和 辐射的能量而出现过高的温升而损坏。 生物屏蔽 一次屏蔽 -屏蔽压水堆活性区 二次屏蔽 -屏蔽一回路系统各主要设备
3、 辅助系统屏蔽 -防护来自各个辅助系统的各种核辐射 工艺运输屏蔽 -对乏燃料组件有关操作的屏蔽 7. 反应堆冷却剂系统的功能是什么？为实现其功能，主冷却剂系统的基本组成是什么？ 1可控的产生链式裂变反应 2导出堆芯热量，冷却堆芯，防止燃料元件烧毁 3产生蒸汽 4 第二道实体屏障，包容放射性物质 组成：反应堆压力容器 控制棒驱动机构的压力外壳 主冷却剂管道 （热管段、过 渡段、冷管段） 蒸汽发生器一回路侧 主冷却剂泵 稳压器及其连接的管道 （波动管、喷淋管） 与辅助系统相连的管道和阀门 8. 反应堆的功能是什么 ? 以铀为核燃料，可控制地使一定数量的核燃料发生持链式裂变反应，并持续不断地将核裂变
4、释放能量带出作功。 反应堆是核电站的核心设备，整个核电站的安全和经济性能与其密切相关。 9. 主泵的功能是什么？目前，压水大型堆核电厂主要使用哪种类型的主泵，为什么？ 2 用于驱动冷却剂在 RCP内的循环，连续不断地将堆芯产生的热量传递给蒸汽发生器二次侧给水 10. 蒸汽发生器的功能是什么？蒸发器的压力与水 位对其功能的实现有何影响？压力与水位如何控制？ 利用一回路冷却剂从反应堆中带出的热量加热二回路给水并使其产生蒸汽，供给二回路耗汽设备。是连接一回路和二回路的枢纽。 将水位保持在与负荷相匹配的水平，防止瞬态时水位过高淹没干燥器，增加出口蒸汽的湿度，损害汽轮机叶片；防止水位过低，造成蒸汽发生器
5、传热管部分暴露于蒸汽中，造成热应力损坏。 给水阀开度控制 蒸汽流量与给水流量偏差、实际水位与给定水位偏差 汽动给水泵进汽阀开度控制 蒸汽压力与给水压力偏差、由蒸汽流量确定的蒸汽压力与给水压力偏差整定值 11. 稳压器的基本功能是什 么？如何实现？稳压器的压力与水位控制如何实现？ 主要功能 1.压力控制 .2.压力保护 3.补充 RCP水容积变化 4.RCP升压和降压 压力调节 :RCP压力升高：喷淋 RCP压力降低：电加热 压力保护：压力过高：释放阀、高压紧急停堆、安全阀压力过低：低压紧急停堆、安全注入 基本方法：下泄流量不变，通过改变上充流量来调节稳压器水位 12. 化学和容积控制系统的基本
6、功能是什么？核电厂一回路系统为什么要设计化学和容积控制系统？ 化学和容积控制系统的功能如何实现？ 系统功能 容积控制、化学控制、反应性控制 一回路冷却剂温度变化导致冷 却剂体积波动；一回路冷却剂泄漏引起冷却剂体积波动。 吸收稳压器不能全部吸收的一回路水容积变化，将稳压器水位维持在整定值上。 注入氢氧化锂，中和硼酸，控制冷却剂为偏碱性；（ 300控制在 7.2）生成氧； 针对溶解氧，机组启动时添加联氨除氧； 正常运行时充入氢气以抑制水辐照分解通过上充、下泄来吸收一回路水体积的波动。 清除冷却剂中的悬浮杂质，维持冷却剂的化学及放射性指标在规定范围内，将一回路所有部件的腐蚀控制在最低限度。 采用过滤
7、、离子交换的方法对冷却剂进行净化。 13. 反应堆硼和水补给系统的功能是什么？核电厂一回路 系统为什么要设计反应堆硼和水补给系统？反应堆硼和水补给系统的功能如何实现？ 提供除盐除氧硼水，以保证 RCV系统的容积控制功能； 注入联氨、氢氧化锂等药品，以保证 RCV系统的化学控制功能； 提供硼酸溶液和除盐除氧水，以保证 RCV 系统的反应性控制功能。 14. 余热排出系统的功能是什么？核电厂一回路系统为什么要设计余热排出系统？ 余热排出系统的功能如何实现？ 反应堆停堆过程中，一回路温度降到 180以下，压力降到 3MPa以下时，用于排出堆芯余热、一回路冷却剂和设备的释热以及运行的主泵在一回路中产生
8、的热量。 反应堆停堆后 ，由于裂变产生的裂变碎片及其衰变物通过放射性衰变过程释放热量，即剩余功率，仍然需要通过冷却剂的循环带出，以确保堆芯的安全。 15. 安全注入系统的系统功能是什么？安全注入系统的系统组成是什么？ 一回路小破口或二回路蒸汽管道破裂时，向一回路补水，重新建立稳压器水位。 一回路大破口时，向堆芯注水，以重新淹没并冷却堆芯。 二回路蒸汽管道破裂时，向一回路注入高浓度硼酸溶液，补偿冷却剂过冷而引起的正反应性。 高压安全注入系统（ HHSI） 低压安全注入系统（ LHSI） 3 中压安全注入系统（ MHSI） 16. 安全壳喷淋系统的系统功能是什 么？ 在发生 LOCA或安全壳内蒸汽
9、管道破裂时，安全壳内压力和温度升高，安全壳喷淋系统的功能就是通过喷淋冷水以冷凝安全壳内的蒸汽，使温度和压力降低到可接受水平，确保安全壳的完整性 17. 辅助给水系统的系统功能是什么？ 在主给水系统的任何一个环节发生故障时，作为应急手段向蒸汽发生器二次侧供水，使一回路维持一个冷源，排出堆芯剩余功率，直到余热排出系统允许投入运行为止。 18. 安全壳隔离系统的系统功能是什么？ 在发生事故时，防止或减少放射性物质的对外释放； 保护重要设备 ,防止受到外来袭击的破坏； 放射性物质和环境之间的最 后一道生物屏障。 （二）常规岛 19. 压水堆核电厂二回路系统的功能是什么？其组成特点有哪些？ 功能： 1.
10、将核蒸汽供应系统产生的热能转变成电能； 2.在停机或事故工况下，保证核蒸汽供应系统的冷却。 特点： 1.朗肯循环基础上附加再热循环和回热循环； 2.高压缸使用饱和蒸汽，低压缸使用微过热蒸汽； 3.蒸汽再热器使用高压缸抽汽和新蒸汽加热； 4.给水回热系统使用高、低压缸抽汽加热。 20. 压水堆核电厂汽轮机发电机组的主要特点有哪些？ 21. 核电厂饱和蒸汽汽轮机有哪些特点？ 新蒸汽参数在一定范围内变化 取决于核电厂的稳态运行特性 新蒸汽参数低，通常为饱和蒸汽 必须考虑湿度对汽轮机效率和安全性的影响 理想焓降小，容积流量大 同等功率下，比火电机组结构尺寸大 汽轮机及其附属设备中积聚的水份多，甩负荷时
11、容易引起主机超速 凝结水的再沸腾和汽化 22. 汽轮机润滑、顶轴和盘车系统的功能？简述其工作过程。 为汽轮机，发电机和励磁机轴系的轴承提供润滑油和 冷却所需的润滑油； 向发电机密封系统供油 提供汽轮发电机组顶轴用油 23. 凝汽器抽真空系统的主要功能是什么？简述液环式真空泵的工作原理。 在汽轮机冲转前，为凝汽器提供必需的真空度。在正常运行时，维持凝汽 器的真空度，并抽出凝汽器内因漏入或随蒸汽带进的不凝结气体，使机组运行真空度得以保持。 24. 主蒸汽系统的功能是什么？ 将蒸汽发生器产生的主蒸汽输送到下列设备和系统： 汽轮机高压缸 汽水分离再热器（ GSS） 除氧器（ ADG） 两台汽动主给水泵
12、汽轮机（ APP） 4 汽动辅助给水泵汽轮机（ ASG） 蒸汽旁路排放系统（ GCT） 汽轮机轴封系统（ CET） 辅助蒸汽转换器（ STR 25. 主蒸汽隔离阀设置旁路管线及阀门的用途是什么？ 26. 简述主蒸汽隔离阀的工作原理。 27. 主蒸汽安全阀的作用是什么？ 28. 蒸汽旁路排放系统的功能是什么？ 在机组启动时 ，与 RCP配合，导出反应堆多余的热量，以维持一回路的温度和压力 在热停堆和停堆冷却的最初阶段，排出主泵运转和裂变产物衰变所产生的热量，直至余热排出系统投入运行 汽轮发电机组突然降负荷或汽轮机脱扣时，排走蒸汽发生器内产生的过量蒸汽，避免蒸汽发生器超压 29. 简述蒸汽旁路排放
13、系统的流程。 30. 汽水分离再热器系统的功能是什么？ 除去高压缸排汽中的水分； 加热高压缸排汽，提高进入低压缸蒸汽的温度，使其具有一定的过热度 31. 简述汽水分离再热器系统的主要流程。 第一级再热器使用高压缸抽汽加热； 第二级再热器使用新蒸汽加热。 32. 汽轮机轴 封系统的功能是什么？ 对主汽轮机、给水泵汽轮机和蒸汽阀杆提供密封，用以防止空气进入和蒸汽外漏。 启动时，向主汽轮机的高、低压缸端部汽封、给水泵汽轮 机端部汽封及主蒸汽阀杆汽封供汽，以防止空气进入，影响抽真空。 正常运行时，将高压缸汽封蒸汽导入低压缸汽封，防止空气漏入，破坏凝汽器真空，影响凝汽器真空除氧。 33. 凝结水抽取系统
14、的功能是什么？ 与 CVI和 CRF一起为汽轮机建立和维持真空； 将进入凝汽器的蒸汽凝结成水； 从凝汽器热井抽出凝结水，经低压加热器送往除氧器； 接收各疏水箱的疏水； 向一些系统和设备提供冷却水和 轴封用水。 34. 低压给水加热器系统的功能是什么？简述其系统流程。 利用汽轮机低压缸抽汽加热给水，提高机组热力循环效率。 35. 除氧器系统的主要功能是什么？ 对给水进行除氧和加热； 保证给水泵所需的吸水压头； 接收相关系统和设备的疏水、冷却水、蒸汽和引漏水； 将不凝结气体排放至主冷凝器或大气。 36. 热力除氧遵循的基本原理有哪些？需要满足哪些基本条件？ 道尔顿分压定律 亨利定律 需要满足的条件
15、 ：除氧水必须被加热到饱和温度； 及时排出析出的气体； 扩大除氧水与加热蒸汽的接触面积； 5 除氧水与加热蒸汽有足够的换热时间； 运行中保 持除氧压力的稳定。 37. 简述除氧器系统的流程。 38. 给水泵系统的功能是什么？设备如何配置？ 系统功能 将除氧器的水抽出并升压，经高压加热器送到蒸汽发生器；每台给水泵都能与其它给水泵并联运行。 系统组成 汽动主给水泵系统 电动主给水泵系统 兼作两台汽动给水泵的备用泵。 电动主给水泵润滑系统 39. 简述汽动给水泵系统的组成特点。 40. 简述电动给水泵系统的组成特点。 41. 高压给水加热器系统的功能是什么？简述其系统流程。 42. 给水流量控制系统
16、的功能是什么？ 43. 主给水流量调节阀和旁路流量调节阀分别在什么条件下使用？ 44. 蒸汽发生器排污系统的功能 是什么？ 通过对蒸汽发生器在不同工况下的连续排污，以保持蒸汽发生器 二次侧的水质符合要求； 对蒸汽发生器的排污水进行收集和处理； 实现蒸汽发生器二次侧安全疏水； 蒸汽发生器干、湿保养的充气和充水； 在某些情况下调节蒸汽发生器水位。 45. 简述蒸汽发生器排污系统的流程。 排污水的降温降压回路 气动隔离阀 -手动流量平衡控制阀 -排污水母管 -热交换器 -减压和 流量控制站 -除盐处理回路 排污水的处理回路 前过滤器 -截止阀 -除盐床 -手动流量调节阀 -流量计 -过滤器 -排放
17、46. 为什么要设置汽轮机调节系统，该系统的功能是什么？ 电能无 法大量储能，发电机组根据电力用户的需要改变发电量 为提供良好的供电品质，电网频率与电压应在合理范围内变化 汽轮机从启动到满功率运行以及从满功率运行反回到冷态，需要调节系统工作 根据机组负荷的变化，调节进入汽轮机的蒸汽量 在稳定工况下，保持转速相对不变而且为定值； 当负荷变化时，保证转速的偏差不超过所规定的范围； 47. 汽轮机保护系统的功能及组成是什么？ 在汽轮发电机组发生预定故障或事故，以及调节系统 失灵时，提供安全地停运汽轮发电机组的手段，防止 事故发生，造成设备损坏和限制事故扩大。 汽轮机超速保护， 汽轮机速度 达到极限时
18、，自动紧急停堆 滑油系统低油压保护， 滑油系统油压低于规定值时启动备用滑油泵 6 转子轴向位移保护， 一般规定，转子轴向位移保护动作的极限位移为 1.0mm 冷凝器低真空保护， 冷凝器真空低于规定值时汽轮机降负荷运行或紧急停堆 盘车联锁保护， 盘车机构未脱开时锁住汽轮机的进气阀 低压缸温度高保护 电机保护 48. 汽轮机润滑、顶轴和盘车系统的系统功能是什么？ 本系统有以下功能： 为汽轮机，发电机和励磁机轴系的轴承提供润滑油和 冷却所需的润滑油； 向发电机密封系统供油 提供汽轮发电机组顶轴用油 49. 凝汽器真空系统的系统功能是 什么？ 在汽轮机冲转前，为凝汽器提供必需的真空度。在正常运行时，维
19、持凝汽器的真空度，并抽出凝汽器内因 漏入或随蒸汽带进的不凝结气体，使机组运行真空度得以保持。 50. 压水堆堆外测量检测系统的功能及组成是什么？ 功能： 连续监测反应堆功率（功率变化及功率分布），对测得的各种模拟信号加以显示记录，在反应堆装料、启动、停闭及功率运行时给操纵员提供反应堆内中子注量率的信息 ; 监测反应堆径向功率倾斜和轴向功率偏差； 向反应堆功率调节系统，反应堆保护系统提供中子功率信号。 组成： 源量程测量通道 提供反应堆初始启动，停闭期间中 子注量率测量，范围从 10-1至 105 n/(cm2s)； 中间量程测量通道 提供冗余的注量率测量，范围从 2.5 102至 2.5 10
20、10 n/(cm2s)； 功率量程测量通道 提供堆芯上部和下部的注量率测量，其测量 范围约从 2 107至 5 1010 n/(cm2s)。 51. 压水堆堆内检测系统的功能及组成是什么？ 在反应堆启动升功率期间： 检查堆寿命初期功率分布与设计值的一致性； 检查用于事故研究的热点因子是否安全； 校准堆外中子测量各个电离室； 检测在堆芯装料时的可能错误。 在反应堆正常运行期间： 检查功 率分布作为燃耗的函数与设计要求的一致性； 监测燃料组件的燃耗； 校准堆外核仪表的刻度； 监测堆内运行上的偏离。 52. 简述堆芯温度测量、中子注量率测量和压力容器水位测量的功能？ 温度 测量有代表性燃料组件出口处
21、的冷却剂水温给出堆芯温度分布 为计算烧毁比提供数据 ，图，并连续记录堆芯温度，显示 最高堆芯温度及最小温度裕度 ； 探测或验证堆内径向功率分布不平衡程度； 判断是否有控制棒脱离所在棒组； 供操纵员观察事故时和事故后堆芯温度和过冷度的变化趋势。 压力水位： 压水堆发生失水事故时监测堆芯再淹没情况； 在正常充、排水 时，观察对内充水情况； 当主泵开动时，监测堆芯压差。 53. 反应堆控制系统的功能是什么？ 7 在稳态运行期间，维持主要运行参数尽可能接近核电站设计所要求达到的最优值，使核电厂的输出功率维持在所要求的范围内； 使核蒸汽供应系统能适应正常运行的各种瞬态工况，根据电网的要求和运行的需要，改
22、变系统的运行状态，保持操作上的灵活性； 在运行的瞬态或设备故障时，保持电厂主要参数在允许的范围内，以尽可能减少反应堆保护系统的动作 。 54. 反应堆控制系统包括哪些自动控制系统？ 反应堆功率调节系统 冷却剂平均温度调节系统 稳压器压力控制系统 稳压器水位调节系统 蒸汽发生器水位调节系统 蒸汽排放控制系统 55. 反应堆保护系统的功能是什么，包括哪些组成线路？ 系统功能 保护三大核安全屏障，（即燃料包壳、一回路压力边界和安全壳）的完整性。当运行参数达到危及三大屏 障完整性的阈值时，紧急停闭反应堆，必要时启动专设安全设施。 反应堆事故停堆线路 它的用途是紧急停闭反应堆； 专设安全设施驱动线路 在
23、反应堆发生失水事故或蒸汽管道破裂事故时触发停堆，并提供信号令专设安全设施如安全注射系统、安全壳隔离系统、安全壳喷淋系统以及辅助给水系统动作，防止事故扩大； 联锁系统 允许线路 连锁线路 56. 保护系统设计原则是什么？ 单一故障准则 保护系统的任何单一故障或单次事故均不应妨碍系统的保护功能； 失效安全原则 冗余性 多样性 逻辑符合 独立性 。 在线检查功能 在反应堆运行过程中，在任何时候能够手动或自动地检查系统的完好性； 保护动作快 一旦出现危险状态，安全保护系统应尽快投入保护动作 。 57. 核电站发电机的冷却方式是什么？ 氢气冷却系统 58. 发电机氢气供应系统的主要功能是什么？为什么采用
24、 CO2作为中间置换气体？ 利用常规岛闭路冷却水系统的水冷却发电机内循环的 氢 气以及励磁机内循环的空气 利用设置在发电机以及励磁机内的热电偶，对发电机 和励磁机的温度进行连续地监测 59. 发电机励磁系统的功能是什么？ 保证发电机的励磁建立转子旋转磁场 发电机并网前用以调节同步所需的空载电压 发电机并网后用以调节与电网交换的无功功率 60. 发电机和输电保护系统的功能及保护范围是什么？ 系统功能 探测和限制电场内部和外部的故障 采取必要措施切断隔离故障点 限制故障可能造成的损失 保护机组及输电设备的可用性 8 保护范围 ： 发电子定子和转子 主变及其高压侧 SF6封闭母线 厂用降压变压器 A
25、、 B 连接发电机 、主变以及降压器 A、 B之间的封闭母线 异步运行 不平衡负荷 逆功率 磁极滑差（失步保护） 61. 核电厂厂用电系统的功能是什么？ 在任何工况下（正常或事故工况），为电站的附属设备提供 安全可靠的电源，并为与核安全有关的系统和设备提供应急 电源，以保证核电站的安全运行。 62. 核电厂用电负荷如何分类？ 正常运行负荷（第一类负荷） 机组工作时必须投入运行的负荷，主要有一回路主泵、二回路凝结水泵等，占厂用电的 60%。 永久性负荷（第二类负荷） 不论机组运行或停止，必须保证送电，否则将会对生产造成极大影响，主要有水处理车间的设备 、空压机等设备，有机组常备电源供电。 安全负荷（第三类负荷） 必须连续，永久供电的设备，一旦负荷断电即使短时间的间断，就有可能造成设备的损害，甚至危及到核安全，主要为核测量系统，保护系统等。
