检索结果-内蒙古大学图书馆

核动力工程 2024年第4期45卷 61-68页

作者：郑鹏德汤琪芬李振中汪宁远陈德奇重庆大学低品位能源利用技术及系统教育部重点实验室重庆400044 中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术重点实验室成都610213

加热通道内发生沸腾相变时会出现流动不稳定,研究螺旋管内沸腾两相流动不稳定过程对螺旋管式直流蒸汽发生器的设计和运行具有重要意义。本文通过在热工实验平台中开展单根螺旋管内的沸腾两相流动实验,研究螺旋管内发生沸腾两相流动时的... 详细信息

加热通道内发生沸腾相变时会出现流动不稳定,研究螺旋管内沸腾两相流动不稳定过程对螺旋管式直流蒸汽发生器的设计和运行具有重要意义。本文通过在热工实验平台中开展单根螺旋管内的沸腾两相流动实验,研究螺旋管内发生沸腾两相流动时的流动不稳定现象,通过实验分析加热功率上升过程中螺旋管内流量压降等参数在不同时刻的变化规律以及频谱特征,并将发生的沸腾两相流动不稳定性进行分类。结果表明在实验参数范围:压力为0.1~3MPa、流量为300~1200kg/h、入口过冷度为20~100℃、实验段加热功率为0~200kW时,螺旋管加热通道内随着功率的增加会先出现流量漂移不稳定性,当流量漂移至另一流量值后,在低出口含汽率情况下会出现高频低振幅的密度波振荡,在高含汽率下会出现低频高振幅的密度波振荡。通过实验研究还发现入口过冷度、入口流量以及系统压力的增加均会提高系统的稳定性。

关键词：螺旋管流动沸腾流动不稳定性密度波振荡

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小型压水堆抑压特性试验与数值模拟研究

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核动力工程 2023年第1期44卷 60-66页

作者：邱志方郭容达曹学武余红星孙洪平罗跃建上海交通大学上海200240 中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术重点实验室成都610213

为了研究小型压水堆抑压系统的抑压效果,建立了小型安全壳抑压特性试验装置,开展了定流量和变流量混合气体排放实验,以研究气-水容积比和不可凝气体对抑压效果的影响。实验结果表明,气-水容积比在2~4.55范围内,随着气-水容积比的增大,... 详细信息

为了研究小型压水堆抑压系统的抑压效果,建立了小型安全壳抑压特性试验装置,开展了定流量和变流量混合气体排放实验,以研究气-水容积比和不可凝气体对抑压效果的影响。实验结果表明,气-水容积比在2~4.55范围内,随着气-水容积比的增大,抑压效果逐渐增强;混合气体中不可凝气体含量对抑压效果影响显著。对实验进行了数值模拟,模拟结果可以反映抑压试验的现象规律,但仍需进一步优化抑压冷凝相关模型以提高模拟精度。

关键词：小型压水堆小型安全壳抑压特性试验研究数值模拟

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基于Apros的套管式蒸汽发生器给水控制优化研究

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核动力工程 2023年第4期44卷 170-178页

作者：刘海鹏王昌朔叶竹田培妤海军装备部北京100005 中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术重点实验室成都610213

针对套管式蒸汽发生器强耦合性造成的给水控制问题,以采用套管式蒸汽发生器的商用模块化小型反应堆汽水循环系统为研究对象,基于APROS软件建立汽水循环系统仿真模型。稳态仿真结果表明,仿真模型具有较高的仿真精度,满足仿真分析需求。... 详细信息

针对套管式蒸汽发生器强耦合性造成的给水控制问题,以采用套管式蒸汽发生器的商用模块化小型反应堆汽水循环系统为研究对象,基于APROS软件建立汽水循环系统仿真模型。稳态仿真结果表明,仿真模型具有较高的仿真精度,满足仿真分析需求。通过升降负荷瞬态仿真试验,研究了套管式蒸汽发生器瞬态运行特性,研究结果表明,采用传统控制方案时,蒸汽流量和给水流量负荷跟随性较好,但蒸汽压力存在较大波动,且在功率由80%FP(FP为满功率)降至50%FP时会触发蒸汽排放。针对该问题提出了给水控制优化方案,仿真试验结果表明,优化后蒸汽压力波动范围明显降低,未触发蒸汽排放动作,系统安全性和稳定性得到了有效提升。

关键词：套管式蒸汽发生器仿真建模特性分析控制优化

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秦山第二核电厂1、2号机组核功率测量系统升级改造设计

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核动力工程 2024年第5期45卷 237-242页

作者：张芸王银丽田野罗炜黄有骏卓祥林何佳佶李梦书孙琦中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术重点实验室成都610213 中核核电运行管理有限公司浙江嘉兴314300

基于秦山第二核电厂1、2号机组核功率测量系统现状,聚焦原系统特点和存在的问题,分析核功率测量系统改造的必要性,介绍了核功率测量系统数字化改造的范围。通过秦山第二核电厂1、2号机组核功率测量系统升级改造设计,探讨了核功率测量系... 详细信息

基于秦山第二核电厂1、2号机组核功率测量系统现状,聚焦原系统特点和存在的问题,分析核功率测量系统改造的必要性,介绍了核功率测量系统数字化改造的范围。通过秦山第二核电厂1、2号机组核功率测量系统升级改造设计,探讨了核功率测量系统数字化改造的设计理念、设计原则、设计流程,给出了核功率测量系统升级改造的框架结构设计、设计特点和具体的优化措施。本次堆外核测量系统改造升级实施期间未产生设计变更项,现场设备调试一次性成功,设备顺利投运。本次改造方案及经验可供其他核电厂核测量系统改换参考。

关键词：秦山第二核电厂1、2号机组核功率测量系统数字化改造系统设计

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热管堆固态堆芯燃料辐照-热-力耦合性能分析

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核技术 2024年第7期47卷 99-107页

作者：杨轩李权李晨曦章静巫英伟贺亚男郭凯伦苏光辉田文喜秋穗正西安交通大学能源与动力工程学院西安710049 中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术重点实验室成都610213

热管冷却反应堆(简称:热管堆)具有高可靠性和固有安全性、体积小、模块化和全固态堆芯等特点。固态堆芯燃料服役过程在高温、强辐照、固态约束多因素作用下堆芯的传热和力学性能受到严重影响,基体接触导致应力与间隙换热都随燃耗加深而... 详细信息

热管冷却反应堆(简称:热管堆)具有高可靠性和固有安全性、体积小、模块化和全固态堆芯等特点。固态堆芯燃料服役过程在高温、强辐照、固态约束多因素作用下堆芯的传热和力学性能受到严重影响,基体接触导致应力与间隙换热都随燃耗加深而发生较大非线性改变,且两者相互影响,因此基体在服役过程中的多物理场耦合的辐照-热-力行为复杂。本文基于有限元多物理场分析软件针对固态堆芯燃料开展辐照-热-力耦合分析,考虑UO2芯块与316不锈钢基体的辐照变形效应以及蠕变效应,并在固态堆芯间隙中引入间隙传热模型,探究固态堆芯寿期内间隙变化特点以及传热和力学耦合作用特性。结果显示:基体与燃料包壳的完全接触会导致芯块温度上升以及基体与包壳蠕变现象加强,燃料棒周围平均热管数量较少会导致附近区域较高的温度和应力分布,且寿期中该区域包壳因燃料棒内压和基体-包壳接触压力具有蠕变失效风险。分析结果表明间隙接触会对热管堆固态堆芯的传热和力学性能造成影响,甚至提高包壳的失效风险。

关键词：固态堆芯辐照-热-力耦合燃料棒间隙传热数值模拟

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基于POD方法的EPR燃料棒流致振动特性分析

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力学学报 2024年第3期56卷 659-669页

作者：闵光云冯琳娜姜乃斌中山大学中法核工程与技术学院广东珠海519082 中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术重点实验室成都610213

EPR(European pressurized reactor)燃料棒相比M310燃料棒的棒长更长,导致其频率降低、幅值增大,在冷却剂的作用下,会加剧格架与棒束之间微动磨损(grid-to-rod fretting,GTRF),进而造成放射性物质的泄漏.将EPR燃料棒简化为3D梁模型,将... 详细信息

EPR(European pressurized reactor)燃料棒相比M310燃料棒的棒长更长,导致其频率降低、幅值增大,在冷却剂的作用下,会加剧格架与棒束之间微动磨损(grid-to-rod fretting,GTRF),进而造成放射性物质的泄漏.将EPR燃料棒简化为3D梁模型,将刚凸和弹簧对燃料棒的约束等效为弹性约束,将带格架的燃料棒简化为多跨连续简支梁模型,然后基于ANSYS-APDL建立了EPR燃料棒的有限元模型.阐述了湿模态分析和湍流激振响应分析的基本原理,整理了12个格架失效工况,系统地研究了格架失效对湿模态和湍流激振响应的影响.针对EPR燃料棒流致振动问题,提出了采用本征正交分解(proper orthogonal decomposition,POD)原理分析EPR燃料棒流致振动特性的方法,通过对快照矩阵进行POD分解生成投影子空间,将湍流激振响应投影到子空间进行模型降阶,最后在物理空间快速地重构湍流激振响应.结果表明:格架失效会导致频率降低,且湍流激振响应的幅值会在格架失效处增大;当格架失效使得EPR燃料棒模型成为悬臂梁结构时,湍流激振响应最大;前2阶POD降阶模型基本能快速重构燃料棒的湍流激振响应,且误差非常小.文章的研究将有助于核反应堆工程的优化和设计.

关键词：流致振动 POD方法 EPR燃料棒模态分析格架失效

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16MND5钢单轴棘轮疲劳行为试验研究

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核动力工程 2025年第1期46卷 160-168页

作者：莫旭阳朱明亮张尚林杨立才陈尧轩福贞华东理工大学机械与动力工程学院上海200237 中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术重点实验室成都610213

本文旨在分析材料在不同循环载荷作用下的棘轮演化规律,以指导核电站关键部件的寿命预测及结构完整性评价。针对国产反应堆压力容器用16MND5锻造贝氏体钢,在350℃下开展一系列对称和非对称应力控制试验,研究了应力幅和平均应力对棘轮行... 详细信息

本文旨在分析材料在不同循环载荷作用下的棘轮演化规律,以指导核电站关键部件的寿命预测及结构完整性评价。针对国产反应堆压力容器用16MND5锻造贝氏体钢,在350℃下开展一系列对称和非对称应力控制试验,研究了应力幅和平均应力对棘轮行为的影响。结果表明:该合金在对称与非对称应力循环载荷下均表现出棘轮效应。应力幅值和平均应力的增加降低了疲劳寿命。循环演化表现出初始循环硬化,然后循环软化,最后加速软化。相同应力幅下,平均应力的引入促进了软化。棘轮应变不随拉伸平均应力的增加而单调增加,存在一个最不利的平均应力导致棘轮-疲劳交互最为明显。断口形貌分析表明,根据应力水平的大小,试样可分为疲劳失效和发生较大塑性应变的棘轮失效。

关键词： 16MND5钢应力循环棘轮效应棘轮-疲劳交互断口形貌

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基于DPM方法的安全壳内气溶胶输运特性初步研究

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核动力工程 2024年第6期45卷 290-296页

作者：王雨晴翁炎运倪木一邓理邻谭怡张明昊中山大学中法核工程与技术学院广东珠海519082 中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术重点实验室成都610213

核电厂在正常运行和发生严重事故时,气溶胶是放射性物质的主要泄漏途径。本文基于流体仿真软件FLUENT中欧拉-拉格朗日方法的离散相模型(DPM),针对铅基堆安全壳内气溶胶输运特性开展数值模拟研究。模拟结果显示静止流场中气溶胶小粒径颗... 详细信息

核电厂在正常运行和发生严重事故时,气溶胶是放射性物质的主要泄漏途径。本文基于流体仿真软件FLUENT中欧拉-拉格朗日方法的离散相模型(DPM),针对铅基堆安全壳内气溶胶输运特性开展数值模拟研究。模拟结果显示静止流场中气溶胶小粒径颗粒受布朗力的驱动在不同壁面的沉降数量分布较均匀;大粒径颗粒受重力的驱动在不同壁面的沉降数量分布不均匀。同时,以PHEBUS FP T0实验的沉降阶段作为基准工况,验证了模型方法在安全壳环境下的适用性与准确性。最后,基于安全壳的二维轴对称简化模型,模拟了反应堆正常运行工况下从堆芯表面到安全壳中的气溶胶迁移和沉降过程。研究发现,在正常运行工况下,粒径0.1μm的气溶胶会随流线进行大范围的迁移并在安全壳上壁面和竖直壁面的交界附近被捕获,粒径3μm和10μm的气溶胶会滞留在安全壳下壁面附近或沉降到安全壳下壁面。基于本模型研究得到的初步结论,可为后续开展的气溶胶受力分析实验和安全壳内气溶胶迁移实验提供参考。

关键词：气溶胶离散相模型(DPM) 安全壳压水堆铅基堆

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基于MPS方法的射流破裂正交实验及其模型研究

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核动力工程 2024年第4期45卷 181-189页

作者：彭程孟显品邓坚上海电力大学能源与机械工程学院上海200090 中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术重点实验室成都610213

为了研究堆芯熔融物射流破裂过程中射流破裂长度的主要影响因素及其作用程度评级,基于正交实验法设计了3因素5水平的25组实验,采用移动粒子半隐式仿真(MPS)得到各工况下的射流破裂长度,并对模拟结果进行极差与方差分析,结果表明,影响射... 详细信息

为了研究堆芯熔融物射流破裂过程中射流破裂长度的主要影响因素及其作用程度评级,基于正交实验法设计了3因素5水平的25组实验,采用移动粒子半隐式仿真(MPS)得到各工况下的射流破裂长度,并对模拟结果进行极差与方差分析,结果表明,影响射流破裂长度的主要因素为射流与冷却剂密度比、射流速度和射流直径,三者的显著性均为二级(**),在同级别中的作用程度大小依次为:射流速度>射流与冷却剂密度比>射流直径。在此基础上使用模拟数据拟合出了新的预测射流破裂长度经验关系式,当射流与冷却剂密度比为1.1~13.6时,该关系式的预测误差控制在±30%范围内。

关键词：射流破裂长度影响因素正交实验经验关系式

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气冷堆用棱柱型弥散微封装燃料性能分析及优化研究

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核动力工程 2022年第2期43卷 89-95页

作者：赵波李权李垣明黄永忠马强粟敏刘振海齐飞鹏马超陈浩中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术重点实验室成都610213

棱柱型弥散微封装燃料是将三重各向同性包覆(TRISO)燃料颗粒弥散于金属或陶瓷基体形成的颗粒增强复合燃料,具有良好的结构稳定性、裂变产物包容能力和辐照稳定性,是高温气冷堆中较具发展前景的燃料形式之一。本文提出将TRISO燃料颗粒弥... 详细信息

棱柱型弥散微封装燃料是将三重各向同性包覆(TRISO)燃料颗粒弥散于金属或陶瓷基体形成的颗粒增强复合燃料,具有良好的结构稳定性、裂变产物包容能力和辐照稳定性,是高温气冷堆中较具发展前景的燃料形式之一。本文提出将TRISO燃料颗粒弥散于SiC基体的棱柱型弥散微封装燃料设计方案,并基于有限元分析软件COMSOL建立了该燃料元件三维热流固耦合分析模型,初步实现了该燃料元件性能分析和优化设计。结果表明,棱柱型弥散微封装燃料元件的温度最大值位于燃料元件外侧,应力峰值位于冷却剂通道壁面,边距比为0.76~0.84、孔距比为0.68~0.75时燃料元件热应力最小。本文建立的棱柱型弥散微封装燃料性能分析方法和研究结论,可为后续该型气冷堆燃料元件设计提供指导和参考。

关键词：棱柱型弥散微封装燃料 COMSOL 热流固耦合优化

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