检索结果-内蒙古大学图书馆

核动力工程 2023年第S01期44卷 57-61页

作者：沈聪刘茂龙程坤刘利民徐子伊顾汉洋上海交通大学核科学与工程学院上海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

螺旋管式直流蒸汽发生器(H-OTSG)被广泛应用于液态金属反应堆的设计中,其中相邻的径向螺旋管束可以布置为同一旋向或相反旋向,不同的旋向策略会影响到蒸汽发生器壳侧的流动行为。为探究不同旋向对螺旋管束中铅铋流动与传热特性的影响,... 详细信息

螺旋管式直流蒸汽发生器(H-OTSG)被广泛应用于液态金属反应堆的设计中,其中相邻的径向螺旋管束可以布置为同一旋向或相反旋向,不同的旋向策略会影响到蒸汽发生器壳侧的流动行为。为探究不同旋向对螺旋管束中铅铋流动与传热特性的影响,采用剪切应力输运(SST k-ω)模型、湍流模型和Kays湍流普朗特数(Prt)模型对其进行数值模拟研究。首先通过现有液态金属横掠棒束实验对数值方法进行了验证;其次建立了同一旋向和交替旋向2种螺旋管束模型,比较了其传热和阻力的差异;最后从流场的角度对产生差异的原因进行了分析。结果表明,交替旋向的螺旋管束中的阻力和传热分别比同一旋向管束高7.1%和4.4%,这是因为交替旋向管束中的速度场更均匀且湍流交混更强。

关键词：螺旋管式直流蒸汽发生器(H-OTSG) 铅铋旋向策略数值模拟

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含铝奥氏体耐热钢在超临界二氧化碳中的腐蚀行为

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核动力工程 2022年第6期43卷 101-107页

作者：马赵丹丹丛硕陈勇郭相龙张瑞谦刘珠张弦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 中国核动力研究设计院反应堆燃料及材料重点实验室成都610213 中国核动力研究设计院成都610213 上海交通大学上海200240

研究了20Cr-25Ni合金和一种新型结构材料含铝的奥氏体耐热钢(AFA钢)在600℃/20 MPa的超临界二氧化碳(S-CO_(2))环境中的腐蚀行为,并对2种合金的氧化膜形貌、成分和结构进行分析。研究发现,20Cr-25Ni合金出现明显的腐蚀增重增长趋势,表... 详细信息

研究了20Cr-25Ni合金和一种新型结构材料含铝的奥氏体耐热钢(AFA钢)在600℃/20 MPa的超临界二氧化碳(S-CO_(2))环境中的腐蚀行为,并对2种合金的氧化膜形貌、成分和结构进行分析。研究发现,20Cr-25Ni合金出现明显的腐蚀增重增长趋势,表现出“抛物线”上升规律;AFA钢腐蚀增重趋势缓慢,腐蚀1000 h后仅为2.11 mg/dm^(2)。20Cr-25Ni合金表面出现粗大的氧化产物,随腐蚀时间延长,AFA钢的氧化膜始终保持致密、连续。通过氧化膜的截面形貌分析发现,20Cr-25Ni合金腐蚀后具有两层氧化膜结构,主要由Fe_(3)O_(4)和FeCr_(2)O_(4)氧化层以及少量尖晶石组成。而AFA钢中出现了3层氧化膜结构,中间和最内层分别为Cr_(2)O_(3)和Al_(2)O_(3)氧化膜,最外层分布了一层不连续的FeCr_(2)O_(4)尖晶石氧化物。由于形成了致密的Al_(2)O_(3)氧化膜,AFA钢的抗腐蚀性能大幅提升。

关键词：含铝奥氏体耐热钢(AFA钢) 超临界二氧化碳(S-CO_(2)) 均匀腐蚀铝氧化膜

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多光束变光斑激光定向能量沉积工艺及分析模型

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机械工程学报 2023年第9期59卷 285-297页

作者：黄胜李涤尘张晓宇崔滨李青宇张安峰西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室西安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

为了兼顾成形效率与精度,提出多光束变光斑激光定向能量沉积技术。研发了多光束变光斑激光熔覆头,该熔覆头采用3个激光输出头设计,输出的激光束在焦点处汇聚,每束激光束具有不同直径。开发了变光斑控制模块,通过控制3个激光束的不同组合... 详细信息

为了兼顾成形效率与精度,提出多光束变光斑激光定向能量沉积技术。研发了多光束变光斑激光熔覆头,该熔覆头采用3个激光输出头设计,输出的激光束在焦点处汇聚,每束激光束具有不同直径。开发了变光斑控制模块,通过控制3个激光束的不同组合,实现小光斑与多光束组合大光斑的快速变换。基于能量守恒和质量守恒原理,分析了激光、粉末和基板的交互作用,建立了多光束变光斑激光定向能量沉积工艺分析模型。经过实验证实,该分析模型能够预测不同工艺参数下的熔覆单道尺寸与粉末利用率,可为该工艺的参数优化和工艺参数选定提供参考。多光束变光斑激光定向能量沉积工艺具有响应速度快、可靠性高、激光能量利用率高等优点,为变光斑激光定向能量沉积工艺提供新的方法和相应的理论基础。

关键词：增材制造激光定向能量沉积多光束变光斑分析模型

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燃料组件下管座增材制造技术研究

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原子能科学技术 2023年第S01期57卷 238-245页

作者：李权任全耀郑美银段鑫杜思佳邱玺焦拥军李虹波核反应堆系统设计技术重点实验室中国核动力研究设计院四川成都610213 中国科学院重庆绿色智能技术研究院重庆400714

由于增材制造技术在提高效率、减小重量、降低体积等方面突出的优势,在核燃料领域得到越来越多研究者的关注。基于增材制造的产品制备与传统工艺存在较大的区别,目前针对核燃料产品的增材制造技术研究系统性有所不足。本文以燃料组件下... 详细信息

由于增材制造技术在提高效率、减小重量、降低体积等方面突出的优势,在核燃料领域得到越来越多研究者的关注。基于增材制造的产品制备与传统工艺存在较大的区别,目前针对核燃料产品的增材制造技术研究系统性有所不足。本文以燃料组件下管座为对象,系统开展了从粉末制备到产品性能检测的增材制造全流程工艺研究:粉末制备采用真空感应熔炼雾化法,增材工艺选用激光选区熔化(SLM)工艺,通过软件开展支撑方案等详细工艺分析,通过固溶热处理和表面处理得到最终下管座产品。对产品性能的测试表明,产品尺寸精度和表面粗糙度良好,流道内壁面的粗糙度略大于流道外壁面;打印材料力学性能较好,x/y方向的强度要高于z方向。

关键词：增材制造下管座激光选区融化支撑固溶热处理

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铅铋堆蒸汽发生器传热管破裂事故三维程序开发及验证

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核动力工程 2023年第4期44卷 226-233页

作者：辜峙钘余红星黄代顺严明宇申亚欧冯文培龚政宇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 成都理工大学核技术与自动化工程学院成都610059

蒸汽发生器(SG)传热管破裂事故(SGTR)是铅铋堆设计必须重点考虑的安全问题之一。针对铅铋堆SGTR,为解决其复杂结构环境中压力波的三维传播与蒸汽的三维迁移难题,基于多相流欧拉流体动力学理论,开展了“铅铋-水”相互作用三维数值模型与... 详细信息

蒸汽发生器(SG)传热管破裂事故(SGTR)是铅铋堆设计必须重点考虑的安全问题之一。针对铅铋堆SGTR,为解决其复杂结构环境中压力波的三维传播与蒸汽的三维迁移难题,基于多相流欧拉流体动力学理论,开展了“铅铋-水”相互作用三维数值模型与算法研究,研制了专用程序,并采用实验对比和程序对比技术手段进行了程序验证,验证结果符合较好。研究结果表明:对于描述铅铋堆SGTR过程中“铅铋-水”相互作用行为,本文采用的相关数值理论与模型具有较好的适用性;对于研究复杂结构环境下铅铋堆SGTR的三维演化现象,包括压力波传播、蒸汽迁移,本文所开发的三维程序具有重要的潜在应用价值。本文研究成果有望为我国铅铋堆SGTR分析提供有力支撑。

关键词：铅铋堆蒸汽发生器(SG)传热管破裂事故(SGTR) "铅铋-水"相互作用三维程序开发程序验证

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华龙一号海外首堆反应堆控制系统优化设计

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核动力工程 2022年第5期43卷 245-249页

作者：张英中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术重点试验室成都610213

反应堆控制系统是核电厂重要仪控系统之一,对保障核电厂的正常运行起着重要作用。为确保控制系统在核电厂运行过程中的良好控制品质和减少现场调试时间,有必要在设计阶段通过仿真研究对控制系统参数进行优化设计。分析了三代核电华龙一... 详细信息

反应堆控制系统是核电厂重要仪控系统之一,对保障核电厂的正常运行起着重要作用。为确保控制系统在核电厂运行过程中的良好控制品质和减少现场调试时间,有必要在设计阶段通过仿真研究对控制系统参数进行优化设计。分析了三代核电华龙一号(HPR 1000)海外首堆的反应堆控制系统功能,对各控制系统被控变量进行了说明;在此基础上,对控制系统参数优化流程进行说明;利用核电厂数字化仿真工具,通过系统建模仿真对控制系统参数进行敏感性分析,根据不同参数取值下的系统静态和动态响应特性得到较优的控制系统参数,经性能验证满足设计要求。所获得的反应堆控制系统参数已用于海外华龙一号首堆反应堆控制系统设计,并用于指导核电厂现场调试和核电厂运行。

关键词：反应堆控制系统控制系统参数系统仿真参数优化

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摇摆条件下棒束通道流场特性研究

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核动力工程 2023年第S01期44卷 35-39页

作者：齐超李鑫谭思超程坤乔守旭黑龙江省核动力装置性能与设备重点实验室哈尔滨工程大学哈尔滨150001 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

由于海洋条件下反应堆处于非稳态工况,会产生倾斜、摇摆、起伏等运动,这些运动将会在棒束通道中引入额外的惯性力场,对棒束通道中的流场会有额外的影响,因此有必要对摇摆条件下的棒束通道进行研究。本文基于粒子图像测速(PIV)技术开展... 详细信息

由于海洋条件下反应堆处于非稳态工况,会产生倾斜、摇摆、起伏等运动,这些运动将会在棒束通道中引入额外的惯性力场,对棒束通道中的流场会有额外的影响,因此有必要对摇摆条件下的棒束通道进行研究。本文基于粒子图像测速(PIV)技术开展了摇摆条件下节径比为1.326的棒束通道内流场分布特性研究。对比了相同流量条件下稳态工况与瞬态工况下流场分布差异,分析了同一加速度时棒束通道内不同位置的流场分布特征。实验结果表明:摇摆运动对棒束通道中部的影响较小,对通道两侧的影响较大。通道两侧的速度场呈现周期性波动,波形为反相。在流量较低的情况下会出现倒流现象,但定位格架此时对上游并未造成横向速度影响。研究表明摇摆运动引起的流场变化与脉动流引起的流场变化有较大差异,其中脉动流造成的速度场变化是均匀脉动的,而摇摆引起的速度场是在通道两侧呈现反相波动。

关键词：棒束通道摇摆条件粒子图像测速(PIV) 定位格架

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汽液两相二维压力波传播程序开发及验证

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核技术 2023年第6期46卷 134-144页

作者：龚政宇辜峙钘潘麒文张牧昊戴嘉宁成都理工大学核技术与自动化工程学院成都610059 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

反应堆系统内压力波传播将造成水力学载荷问题,压力波传播的精确模拟对结构载荷分析而言尤为重要。系统分析程序(RELAP5、TRACE等)被广泛应用于反应堆压力波传播模拟,但系统分析程序通常只能处理压力波单向一维传播行为,为应对压力波多... 详细信息

反应堆系统内压力波传播将造成水力学载荷问题,压力波传播的精确模拟对结构载荷分析而言尤为重要。系统分析程序(RELAP5、TRACE等)被广泛应用于反应堆压力波传播模拟,但系统分析程序通常只能处理压力波单向一维传播行为,为应对压力波多向多维传播问题,本文就汽水两相流中存在的压力波二维传播行为,开展了相关模型与算法研究。具体采用了二维轴对称圆柱坐标系,考虑了汽水两相非平衡态相变传热、传质行为,偏微分方程求解使用了时间步分割四步算法,开发了程序代码TPFPWPC-2D。采用典型汽、水两相激波管基准例题开展了程序验证,结果符合较好。为考查程序处理压力波二维传播的能力,对圆柱体空间区域内的压力波传播行为进行了数值模拟,结果显示该程序捕捉到了压力波的二维传播特性,尤其是压力波的反射与叠加特性。

关键词：两相流压力波传播两相激波管二维传播特性程序开发

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高温液钠与不锈钢界面润湿机制研究

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原子能科学技术 2024年第9期58卷 1902-1911页

作者：田浪浪马誉高张卢腾朱怡儒唐思邈马在勇潘良明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 重庆大学核工程与核技术系重庆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四川成都610213

钠冷快堆的主要特点是将液态钠作为堆芯冷却剂,因此液态钠与不锈钢固液界面的润湿现象在该堆芯系统中普遍存在。高温液钠在不锈钢界面的润湿性能与结构材料的腐蚀程度、材料自洁以及测量仪器精度等直接相关。本文通过可视化实验和分子... 详细信息

钠冷快堆的主要特点是将液态钠作为堆芯冷却剂,因此液态钠与不锈钢固液界面的润湿现象在该堆芯系统中普遍存在。高温液钠在不锈钢界面的润湿性能与结构材料的腐蚀程度、材料自洁以及测量仪器精度等直接相关。本文通过可视化实验和分子动力学数值模拟的方法,针对高温液钠与不锈钢界面的润湿特性开展研究,结果发现:液钠与不锈钢的润湿转捩(接触角90°)温度在320~335℃附近;不锈钢表面的Cr_(2)O_(3)层会抑制液钠前驱膜的形成,使得液钠等效润湿半径减小,导致液钠与不锈钢界面润湿性变差;随着温度逐渐升高,液钠与Cr_(2)O_(3)层逐渐反应生成NaCrO2,使得液钠与不锈钢界面润湿性转好。

关键词：钠冷快堆液钠不锈钢润湿性接触角

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磁力提升型CRDM的动态等效磁网络模型建立与多场耦合计算方法

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电工技术学报 2025年第10期40卷 3030-3043页

作者：杨云徐奇伟苗轶如于天达陈西南输变电装备技术全国重点实验室(重庆大学) 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

磁力提升型控制棒驱动机构(CRDM)是反应堆中控制核反应速率的关键电磁执行装置。其动态过程因电流响应、磁路饱和和运动状态间的交叉耦合而复杂,预测难度较大。为实现高精度的快速多物理场耦合计算,该文提出一种动态等效磁网络(DEMN)模... 详细信息

磁力提升型控制棒驱动机构(CRDM)是反应堆中控制核反应速率的关键电磁执行装置。其动态过程因电流响应、磁路饱和和运动状态间的交叉耦合而复杂,预测难度较大。为实现高精度的快速多物理场耦合计算,该文提出一种动态等效磁网络(DEMN)模型。该模型的关键在于使用正交网格线对CRDM各区域进行网格划分,从而统一磁阻计算公式,实现DEMN的快速建模。动态变化时,仅需调整运动区域的网格大小或位置,避免了冗余建模,减少了网格差异导致的计算误差。结合电路模型和动力学方程,提出一种同时考虑电流瞬态变化和磁路饱和的CRDM多物理场耦合计算方法。最后将计算结果与3D有限元分析(FEA)结果、实验结果进行比较,验证了所提DEMN模型的快速性和准确性,以及多场耦合计算方法的正确性。

关键词：反应堆控制棒驱动机构等效磁网络多场耦合

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