检索结果-内蒙古大学图书馆

核动力工程 2024年第4期45卷 255-261页

作者：马心怡韩文斌邓坚黄善仿齐志超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 清华大学工程物理系北京100084

核热推进具有推力大、比冲高、能量转换效率高、工作时间长等性能优势,在深空探测等领域前景广阔。反应堆自动控制可以减少人为导致的误操作事故,提高经济性和可靠性,减少不必要的损耗。为研究核热推进系统的自动控制方法,本文基于vPowe... 详细信息

核热推进具有推力大、比冲高、能量转换效率高、工作时间长等性能优势,在深空探测等领域前景广阔。反应堆自动控制可以减少人为导致的误操作事故,提高经济性和可靠性,减少不必要的损耗。为研究核热推进系统的自动控制方法,本文基于vPower仿真支撑平台对典型核热推进系统进行自动控制仿真。通过确定控制策略,选用比例微分积分(PID)作为主要控制方法,并添加反应性反馈模块完善系统仿真模型,进而设计添加仿真控制系统。结果表明,本文所设计的控制系统能够实现自动启停堆过程,以及针对外部目标需求进行功率、比冲和推力的自动控制调节。

关键词：核热推进自动控制 vPower 系统仿真

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压水堆棒束多通道流场稀疏数据深度学习求解技术研究

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核动力工程 2025年第2期46卷 81-89页

作者：钱浩陈广亮刘东于洋姜宏伟殷新立杨玉诚哈尔滨工程大学核科学与技术学院哈尔滨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

反应堆堆芯典型工况雷诺数高达10^(5),冷却剂流动具有显著的非线性,实际流动边界及状态与理想流动方程存在一定的匹配性偏差,会导致求解过程中数据与控制方程的约束相冲突,彼此制约,导致求解收敛困难。为解决该问题,本文研发了一种基于... 详细信息

反应堆堆芯典型工况雷诺数高达10^(5),冷却剂流动具有显著的非线性,实际流动边界及状态与理想流动方程存在一定的匹配性偏差,会导致求解过程中数据与控制方程的约束相冲突,彼此制约,导致求解收敛困难。为解决该问题,本文研发了一种基于深度学习的稀疏数据求解方法,通过设计不匹配性自适应调节方案,在控制方程中引入自适应调节因子,动态修正理想模型,克服因数据与方程不一致所引发的收敛障碍及精度不足等问题。在此技术基础上,进一步探讨了在小样本数据条件下的流场求解策略,设计了均匀配点、基于速度梯度配点、混合配点策略,旨在通过优化样本点的空间分布,提升流场求解的整体精度。研究结果表明,在3种策略中,均匀配点策略能够更全面地覆盖流场的整体特性,表现出最佳的优化效果,达到决定系数(R^(2))大于0.95、均方误差(MSE)在10^(-4)至10^(-3)量级的精度;且在仅采用60个小样本数据配点下(占原始数据点的7.8%)。本文所提出的方法也能有效实现高精度流场求解,为稀疏数据条件下求解压水堆堆芯棒束多通道流场提供了一种高效且适用的技术方案。

关键词：物理信息神经网络(PINNs) 调节因子稀疏数据压水堆棒束多通道深度学习

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双层隔振系统的隔振器刚度适配研究

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噪声与振动控制 2025年第1期45卷 276-280,298页

作者：江小州刘帅黄旋张文正王碧浩袁志豪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

以双层隔振系统为研究对象,建立双层隔振系统的三维有限元模型。在给定的刚度范围内,单独改变设备隔振器刚度值或者底座隔振器刚度值时发现,任意一层隔振器刚度的变化对各级隔振均产生一定的影响。从底座隔振器与设备隔振器刚度比的角... 详细信息

以双层隔振系统为研究对象,建立双层隔振系统的三维有限元模型。在给定的刚度范围内,单独改变设备隔振器刚度值或者底座隔振器刚度值时发现,任意一层隔振器刚度的变化对各级隔振均产生一定的影响。从底座隔振器与设备隔振器刚度比的角度出发,对两层隔振器的刚度进行适配,研究结果表明:在刚度适配时,可能出现振动传递过程中振动放大的情况;当刚度比相同时,在刚度值较小的工况下传递到底座上的振动加速度级比刚度值较大的工况小,同时其整体隔振效果也更好;在所计算的工况中,最优刚度适配工况下的整体隔振效果比最差刚度适配工况提高9.8 dB,传递到底座的振动加速度级降低12.3 d B,辐射声功率级总值降低12.8 dB。

关键词：振动与波双层隔振系统刚度比隔振器刚度适配整体隔振效果声功率级

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基于改进阻振质量结构的振动控制优化方法研究

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核动力工程 2024年第S2期45卷 122-126页

作者：张锐刘帅王碧浩白晓明刘承敏刘贞谷宫兆虎中国核动力研究设计院核反应堆技术全国重点实验室成都610213

为进一步降低管路系统振动水平,降低管路振动治理成本,本文结合传统振动控制方法的特点,提出一种基于改进阻振质量结构的管路振动控制优化方法。采用动力吸振原理对管路系统振动传递进行控制,通过分析三向参与质量对系统的抑振贡献度,... 详细信息

为进一步降低管路系统振动水平,降低管路振动治理成本,本文结合传统振动控制方法的特点,提出一种基于改进阻振质量结构的管路振动控制优化方法。采用动力吸振原理对管路系统振动传递进行控制,通过分析三向参与质量对系统的抑振贡献度,设计了一种限位阻振质量结构,建立了一种管路系统振动控制优化策略,为管路系统全局振动控制提供手段。分析结果表明,该方法合理可行,可用于管道振动控制优化研究,具有一定的工程意义。

关键词：管路系统振动控制策略阻振质量结构

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基于群堆管理的压水堆核电厂首循环装载研究

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核动力工程 2024年第3期45卷 268-271页

作者：廖鸿宽胡钰莹于颖锐王丹段永强李天涯何彩云成都核总核动力研究设计工程有限公司成都610213 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成都610213

堆芯装载方案是关系到电厂经济性和安全性最为关键的设计内容之一,而传统的首循环装载方案由于采用全堆全新燃料组件的方式,不可避免地导致一批从首循环中卸出的组件无法继续使用,燃料经济性与堆芯经济性均欠佳,亟需开展燃料经济性更优... 详细信息

堆芯装载方案是关系到电厂经济性和安全性最为关键的设计内容之一,而传统的首循环装载方案由于采用全堆全新燃料组件的方式,不可避免地导致一批从首循环中卸出的组件无法继续使用,燃料经济性与堆芯经济性均欠佳,亟需开展燃料经济性更优,燃料组件使用更为合理的首循环装载设计方法研究。本文提出了基于群堆管理的压水堆核电厂首循环装载设计方法,通过多机组燃料组件的共享使用,将多个机组的首循环进行群堆设计,提高首循环使用的新燃料组件富集度,实现循环长度需求,在保证各机组循环长度的基础上减少新燃料组件数目,可显著提高燃料利用率和首循环卸料组件燃耗,实现了机组经济性的显著提升,以华龙一号堆芯开展验证,结果表明,群堆管理模式下,在循环长度相当的情况下可实现双机组减少41组新燃料组件,堆芯各项参数满足设计限值要求,可为后续机组首循环装载设计提升核能经济性和竞争力提供参考。

关键词：群堆管理首循环装载燃料利用率

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基于等效热网络法的控制棒驱动机构温升分析

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核动力工程 2024年第5期45卷 199-205页

作者：徐奇伟刘升罗凌雁于天达付国忠杨云赵一舟重庆大学输变电装备技术全国重点实验室重庆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

核反应堆中的控制棒驱动机构(CRDM)长期运行在高温、高压、高辐射的恶劣环境中,为有效预防其因温度过高而造成损坏,需要对CRDM内部组件进行温度预测与估计,以提高核反应堆的安全性与可靠性。本文提出一种基于等效热网络法的温度估计方... 详细信息

核反应堆中的控制棒驱动机构(CRDM)长期运行在高温、高压、高辐射的恶劣环境中,为有效预防其因温度过高而造成损坏,需要对CRDM内部组件进行温度预测与估计,以提高核反应堆的安全性与可靠性。本文提出一种基于等效热网络法的温度估计方法。首先计算得到温升分析中所需热源参数;然后解算不同区域中的热阻,构建CRDM的等效热网络模型,实现对CRDM温度的快速精确估计;最后利用有限元分析(FEA)方法对结果进行验证。验证结果表明,所提出的CRDM温度估计方法具有较高的精度,可为后续新型结构设计和可靠性分析提供理论依据。

关键词：控制棒驱动机构(CRDM) 等效热网络法温度估计有限元分析(FEA)

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斯特林动力转换系统性能及应用技术研究

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核动力工程 2024年第5期45卷 269-276页

作者：游尔胜张廷幸奠川徐建军闫晓中国核动力研究设计院中核核反应堆热工水力技术重点实验室成都610213

为适应小型模块化核动力装置对新型动力转换技术的选型论证和总体评估需要,本研究重点针对自由活塞斯特林动力转换技术以及工程应用中的关键问题,对比分析了百瓦级同位素-斯特林电源系统、千瓦级反应堆-斯特林电源系统和十千瓦级太阳能... 详细信息

为适应小型模块化核动力装置对新型动力转换技术的选型论证和总体评估需要,本研究重点针对自由活塞斯特林动力转换技术以及工程应用中的关键问题,对比分析了百瓦级同位素-斯特林电源系统、千瓦级反应堆-斯特林电源系统和十千瓦级太阳能-斯特林电源系统的典型应用方案,给出了斯特林动力转换系统的输出功率、转换效率两个关键参数的性能估算模型。研究结果表明,斯特林动力转换效率可达到卡诺循环效率的60%左右,但输出功率一般在几十千瓦以下,需要通过多个机组模块化配置实现更大发电能力,其中耦合结构及传热过程是影响斯特林动力转换系统性能的关键因素。本研究采用的估算模型和分析结果能够为斯特林动力转换系统的性能评估和工程应用提供支撑。

关键词：自由活塞斯特林发动机性能估算模型动力转换效率工程应用

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超临界二氧化碳喷射器结构设计与性能研究

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核动力工程 2023年第S01期44卷 81-87页

作者：冯梦娇刘旻昀黄善仿黄彦平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 清华大学工程物理系北京100084 中国核动力研究设计院中核核反应堆热工水力技术重点实验室成都610213

在不额外消耗机械功的条件下,为了尽可能消除超临界二氧化碳涡轮系统中产生的泄漏气体对循环稳定性的负面影响,本文基于等压混合理论和双壅塞临界状态设计了可将泄露气体加压输送回循环的喷射器结构,使用计算流体力学软件Fluent对该模... 详细信息

在不额外消耗机械功的条件下,为了尽可能消除超临界二氧化碳涡轮系统中产生的泄漏气体对循环稳定性的负面影响,本文基于等压混合理论和双壅塞临界状态设计了可将泄露气体加压输送回循环的喷射器结构,使用计算流体力学软件Fluent对该模型进行数值模拟,分析喷射器的性能,探究尺寸参数对喷射器性能的影响。结果表明,四级串联的喷射器能依次将0.5 MPa泄漏气体加压至2.0、4.4、6.0、8.0 MPa,实现泄漏气体的回收利用;喷射器背压小于临界压力时,引射比不受背压影响,喷射器背压大于临界压力时,引射比随背压的增大而急剧减小;引射比随入口截面的减小而增大,随喷嘴收缩角的增大先增大后减小,在收缩角为20°时,引射比达到最大。

关键词：超临界二氧化碳泄漏气体多级喷射器结构优化

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数字反应堆总体架构与关键技术

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核动力工程 2024年第S2期45卷 1-13页

作者：曾未王丛林刘承敏刘佳李松蔚宫兆虎王杰黄擎宇方浩宇中国核动力研究设计院成都610213 核反应堆技术全国重点实验室成都610213

数字反应堆是利用高精度数值模拟、多专业数据模型协同、大数据及人工智能等数字技术,在数字空间开展核反应堆全生命周期活动的综合集成平台。面向核反应堆多层级业务活动需求,以数字技术应用为支撑,研究建立了1个平台、2大内核的数字... 详细信息

数字反应堆是利用高精度数值模拟、多专业数据模型协同、大数据及人工智能等数字技术,在数字空间开展核反应堆全生命周期活动的综合集成平台。面向核反应堆多层级业务活动需求,以数字技术应用为支撑,研究建立了1个平台、2大内核的数字反应堆平台总体架构,并从综合集成与应用、数值计算内核、大数据内核等方面开展总体架构设计,为核反应堆全生命周期业务赋能;针对数字反应堆应用过程中的关键技术、问题与挑战等进行分析研究,并对后续发展趋势进行了分析和展望。

关键词：数字反应堆总体架构数值计算大数据

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反应堆用新型自感式棒位探测器涡流效应分析

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核动力工程 2024年第1期45卷 156-163页

作者：张艺璇徐奇伟唐健凯刘彦霆黄思语罗凌雁重庆大学输变电装备技术全国重点实验室重庆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

目前编码式棒位探测器存在线圈数量多、结构复杂、测量精度粗略、可靠性差等诸多问题,严重阻碍了反应堆小型化的发展。本文提出一种新型自感式棒位探测器,采用四段等长度、A与B组线圈双匝并绕的探测结构,其中两组线圈相互独立,利用线圈... 详细信息

目前编码式棒位探测器存在线圈数量多、结构复杂、测量精度粗略、可靠性差等诸多问题,严重阻碍了反应堆小型化的发展。本文提出一种新型自感式棒位探测器,采用四段等长度、A与B组线圈双匝并绕的探测结构,其中两组线圈相互独立,利用线圈电感随驱动杆移动的线性变化来实现连续棒位测量。通过量化驱动杆上的磁趋肤效应,推导基于涡流效应的自感式棒位探测器数学模型;搭建有限元仿真模型验证数学模型的准确性,研究驱动杆温升、探测线圈关键结构参数对探测器测量精度的影响,发现不同温升下线圈电感变化由驱动杆相对磁导率和电导率共同作用,线圈匝数增加有利于提高线圈电感变化量,线圈间距增加使线圈电感灵敏度先增加后减小,结合上述规律优化探测器结构;制造样机完成试验验证,结果表明两组线圈均具有0.14 mH/10 mm的电感分辨率,可实现10 mm的位移辨识精度。本研究可以为自感式棒位探测器在小型核反应堆中的应用提供参考。

关键词：反应堆棒位探测器涡流效应电感解析计算

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