检索结果-内蒙古大学图书馆

中国表面工程 2025年

作者：余建国李正阳宁闯明余施佳蔡振兵西南交通大学摩擦学研究所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

压水堆（Pressurized water reactors， PWRs）内流致振动（Flow induced vibration， FIV）导致的定位格架与燃料棒之间的微动磨损（Grid-to-rod fretting， GTRF）是压水堆燃料包壳失效的主要原因，它可能导致燃料包壳破损，进而引发... 详细信息

压水堆（Pressurized water reactors， PWRs）内流致振动（Flow induced vibration， FIV）导致的定位格架与燃料棒之间的微动磨损（Grid-to-rod fretting， GTRF）是压水堆燃料包壳失效的主要原因，它可能导致燃料包壳破损，进而引发放射性物质泄漏等一系列严重事故的发生。Cr基涂层作为事故容错燃料（Accident tolerant fuel， ATF）包壳最有发展前景的候选涂层之一，其微动磨损性能研究对于提升核反应堆的安全性、效率和应对复杂服役环境挑战具有重要意义。采用磁控溅射工艺在锆合金表面制备了Cr、CrN、CrAlN和CrAlSiN等四种涂层，分析了涂层的微观结构和物相组成。开展微动磨损试验，探究了锆合金及不同涂层的微动磨损性能及磨损机理。结果表明：不同涂层表面有金属熔滴形成的颗粒物，表面结构致密且硬度相较于锆合金基体更高，其中，CrN涂层表面最为光滑，粗糙度仅为0.10 μm。不同涂层的磨损深度及磨损率相较于锆合金均显著降低，CrN涂层和CrAlSiN涂层磨损程度近似且最轻，其磨损率约为锆合金的1/7，磨损深度约为锆合金的1/5。综合该两种涂层的表面完整性及耐磨损性能，CrN涂层更优。锆合金磨损机制主要为粘着磨损、磨粒磨损和腐蚀磨损，而不同涂层的磨损机制主要为磨粒磨损和腐蚀磨损。以上研究成果对于提升ATF材料性能、揭示磨损机制以及推动技术创新与应用的起到重要作用。

关键词： Cr基涂层锆合金微观结构微动磨损磨损机理

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堵流条件下矩形并联通道非均匀流动传热模拟方法研究

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核动力工程 2023年第S01期44卷 1-8页

作者：陈佳跃王泽锋王啸宇陈焕栋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

为建立矩形并联通道非均匀流动传热模拟方法,针对板型燃料元件的安全分析提供新的模拟方法和工具,本研究采用一维两流体模型和燃料元件二维导热模型开发热工水力瞬态分析程序,对堵流条件下非均匀流动传热进行模拟。通过数值模拟得到不... 详细信息

为建立矩形并联通道非均匀流动传热模拟方法,针对板型燃料元件的安全分析提供新的模拟方法和工具,本研究采用一维两流体模型和燃料元件二维导热模型开发热工水力瞬态分析程序,对堵流条件下非均匀流动传热进行模拟。通过数值模拟得到不同堵流工况下流量分配和燃料温度分布,此外对4种不同功率分布下燃料元件二维导热效应进行研究。研究结果表明,堵流后并联通道流量和传热量将重新分配,二维导热模型使燃料元件截面温度场分布更均匀。本文开发的热工水力瞬态分析程序能够用于板型燃料元件非均匀流动传热现象的模拟。

关键词：板型燃料堵流矩形通道并联通道

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反应堆系统泵类设备浮筏隔振设计及筏架参数敏感性分析

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核动力工程 2023年第S02期44卷 50-54页

作者：王禹蔡龙奇赖建永李旸魏博汪冉刘帅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

反应堆系统泵类设备是船舶核动力装置重要的振动噪声源,目前实际工程中多数采用单层隔振措施,减振效果有限,为满足总体振动噪声控制的新要求,引入了浮筏隔振技术,但反应堆系统浮筏隔振技术刚起步,还停留在满足基本布置及减振需求的简单... 详细信息

反应堆系统泵类设备是船舶核动力装置重要的振动噪声源,目前实际工程中多数采用单层隔振措施,减振效果有限,为满足总体振动噪声控制的新要求,引入了浮筏隔振技术,但反应堆系统浮筏隔振技术刚起步,还停留在满足基本布置及减振需求的简单式筏架结构上,对筏架自身结构参数的研究较少。本文首次针对反应堆系统泵类设备开展筏架多样化结构设计,提出了3种不同的筏架结构,并进行了综合性能对比,掌握了不同筏架结构特点,并针对低频减振效果较好的框架式筏架结构开展了参数敏感性研究,获取了筏架刚度参数与质量参数对浮筏隔振系统减振效果的影响规律,为反应堆系统泵类设备浮筏结构选型及设计提供理论支撑。

关键词：振动噪声控制浮筏隔振筏架结构设计敏感性分析

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超高通量快中子研究堆需求分析

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核动力工程 2022年第6期43卷 222-226页

作者：廖玮夏榜样余红星李文杰穆克亮张丰收中国核动力研究设计院成都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

实现超高快中子通量是世界先进研究堆的重要发展方向,对于加快第四代先进核能系统燃料及材料创新发展具有重要意义。本文从先进核能堆内结构材料与核燃料的辐照考验、长反应链超钚元素生产等角度,初步分析了我国建设超高通量快中子研究... 详细信息

实现超高快中子通量是世界先进研究堆的重要发展方向,对于加快第四代先进核能系统燃料及材料创新发展具有重要意义。本文从先进核能堆内结构材料与核燃料的辐照考验、长反应链超钚元素生产等角度,初步分析了我国建设超高通量快中子研究堆的必要性。在此基础上,确定了超高通量快中子研究堆的堆芯最大中子注量率及其冷却剂,给出了反应堆主要参数及冷却剂流动方案。反应堆热功率为200 MW,冷却剂为铅铋合金,最大中子注量率大于10^(16)cm^(−2)·s^(−1)。

关键词：超高通量快中子研究堆需求分析

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高温液钠在不锈钢丝网吸液芯中毛细特性研究

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核动力工程 2024年第2期45卷 110-115页

作者：朱怡儒马誉高张卢腾席治国唐思邈马在勇潘良明张卓华丁书华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成都610213

碱金属高温热管吸液芯的毛细特性对于热管的正常运行具有重要意义。本文采用毛细上升法和称重法在手套箱中开展了高温液态金属钠(简称液钠)在不同目数的304不锈钢丝网吸液芯中毛细特性的实验研究。实验获得了不同温度阶段下吸液芯毛细... 详细信息

碱金属高温热管吸液芯的毛细特性对于热管的正常运行具有重要意义。本文采用毛细上升法和称重法在手套箱中开展了高温液态金属钠(简称液钠)在不同目数的304不锈钢丝网吸液芯中毛细特性的实验研究。实验获得了不同温度阶段下吸液芯毛细性能的变化规律,结果表明:在低于460℃阶段,吸液芯毛细性能提升有限,这是由于不锈钢表面Cr2O3氧化膜对液钠润湿性影响决定的。温度高于460℃之后,液钠与Cr_(2)O_(3)发生腐蚀反应,吸液芯毛细性能明显增强。且液钠对不锈钢表面氧化膜的破坏是不可逆的,在后续加热周期的温度变化阶段将保持最佳浸润性,吸液芯毛细特性将主要受到表面张力物性的影响,呈现随温度升高吸液芯质量下降的变化趋势。根据毛细理论并结合吸液芯结构建立了吸液芯毛细抽吸模型,降温阶段模型预测吸钠质量与实验值的误差在12%以内。

关键词：高温热管丝网吸液芯液钠毛细特性毛细抽吸模型

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考虑屏蔽套失效的主泵电机建模及性能分析

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电工技术学报 2024年第S1期39卷 25-36页

作者：刘能青向学位陈智李辉蒋鹏输变电装备技术全国重点实验室(重庆大学) 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

屏蔽套是主泵电机的关键部件，由于屏蔽套受到多种应力作用容易发生失效及难以加装相关传感器观测屏蔽套状态，因此研究屏蔽套失效对主泵电机性能的影响很重要。目前，缺乏相关屏蔽套失效模型和失效对主泵电机性能的影响分析，该文提出... 详细信息

屏蔽套是主泵电机的关键部件，由于屏蔽套受到多种应力作用容易发生失效及难以加装相关传感器观测屏蔽套状态，因此研究屏蔽套失效对主泵电机性能的影响很重要。目前，缺乏相关屏蔽套失效模型和失效对主泵电机性能的影响分析，该文提出了考虑屏蔽套失效的主泵电机建模及性能影响分析方法。首先，考虑屏蔽套鼓包、磨损与破裂三种常见失效模式，分别建立有限元模型，分析不同失效模式和失效程度对主泵电机电磁转矩、定子绕组电流、气隙磁通密度、反电动势和屏蔽套涡流损耗等性能的影响规律；其次，针对失效对屏蔽套涡流损耗的影响，提出考虑不同失效模式的屏蔽套涡流损耗计算解析式；最后，对屏蔽套不同失效模式和失效程度的性能变化进行比较分析。结果表明，屏蔽套失效对主泵电机涡流损耗的影响较为明显，对主泵电机的其他性能影响不明显；考虑不同屏蔽套失效涡流损耗解析计算方法是有效的，屏蔽套上的涡流损耗与屏蔽套失效的程度呈线性关系。

关键词：屏蔽套主泵电机失效模拟性能分析涡流损耗

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铅铋气溶胶动力学实验平台研制与初步参数测量

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核动力工程 2024年第1期45卷 178-185页

作者：王雨晴邓理邻倪木一武杰伟谭怡景福庭夏明明田超中山大学中法核工程与技术学院广东珠海519080 深圳综合粒子设施研究院广东深圳518107 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

铅铋快堆的一回路冷却剂液态铅铋合金(LBE)受中子辐照会产生放射性核素^(210)Po,^(210)Po具有一定挥发性,有必要深入研究^(210)Po的迁移扩散行为。气溶胶是易挥发放射性核素释放的主要载体,本文基于国内外关于反应堆气溶胶实验平台的设... 详细信息

铅铋快堆的一回路冷却剂液态铅铋合金(LBE)受中子辐照会产生放射性核素^(210)Po,^(210)Po具有一定挥发性,有必要深入研究^(210)Po的迁移扩散行为。气溶胶是易挥发放射性核素释放的主要载体,本文基于国内外关于反应堆气溶胶实验平台的设计运行经验研制了LBE气溶胶动力学实验平台,通过结合扫描电迁移率法和光学散射法,实现了对LBE气溶胶粒子计数与粒径分布的广谱测量。测量结果表明,LBE气溶胶的粒径分布主要为纳米级。通过对测量结果的数据处理,初步开展了LBE气溶胶动力学分析,从而为铅铋快堆放射性气溶胶的后续安全分析提供关键参数。

关键词：铅铋快堆铅铋合金(LBE) 气溶胶动力学核素迁移

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螺旋卷曲翅片传热与流动特性的数值模拟研究

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核动力工程 2023年第S02期44卷 39-43页

作者：肖冠菲陈富财谭波甘斌何震鲜希睿刘一泽陈昊杜华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

为了深入了解螺旋卷曲翅片换热器的对流换热能力,通过数值模拟的方法,从传热流动和换热器的紧凑性两个方面对螺旋卷曲翅片换热器在空气中的对流换热特性进行研究。分别研究了无量纲管间距(T/D)、无量纲翅片高度(H/D)和无量纲翅片间距(S... 详细信息

为了深入了解螺旋卷曲翅片换热器的对流换热能力,通过数值模拟的方法,从传热流动和换热器的紧凑性两个方面对螺旋卷曲翅片换热器在空气中的对流换热特性进行研究。分别研究了无量纲管间距(T/D)、无量纲翅片高度(H/D)和无量纲翅片间距(S/D)对螺旋卷曲翅片传热流动特性的影响。研究结果表明:较小的T/D会增加翅片管束的流动能力,从而增加对流传热;随着H/D的增加,螺旋卷曲翅片管束的换热面积增加,总换热量升高,但散热不够充分,影响螺旋卷曲翅片的效率;当S/D较大时,螺旋卷曲翅片的紧凑性下降,管束的阻力降低,平均体积传热密度也有所降低。本文的研究结果得出了不同参数对螺旋卷曲翅片传热与流动特性的影响规律,对螺旋卷曲翅片的设计具有很好的指导意义。

关键词：螺旋卷曲翅片换热器传热流动数值模拟

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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 2024年第10期 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) 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

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，本文提出一种动态等效磁网络（DEM... 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，本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，验证了本文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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动态载荷下奥氏体不锈钢管道LBB环向贯穿裂纹稳定性实验及理论分析方法研究

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核动力工程 2022年第2期43卷 133-137页

作者：何风姚迪王新军李一磊白晓明熊夫睿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工程研究所成都610213

管道环向贯穿裂纹是否稳定是评判管道是否满足破前漏(LBB)设计准则的标准之一,为确保LBB技术安全可靠,对管道环向贯穿裂纹在动态载荷下的稳定性进行实验研究。采用水平冲击机对含环向贯穿裂纹的管道依次进行加载速度为1.22、2、3、4 m/... 详细信息

管道环向贯穿裂纹是否稳定是评判管道是否满足破前漏(LBB)设计准则的标准之一,为确保LBB技术安全可靠,对管道环向贯穿裂纹在动态载荷下的稳定性进行实验研究。采用水平冲击机对含环向贯穿裂纹的管道依次进行加载速度为1.22、2、3、4 m/s的高温不带运行压力的冲击实验,以获得各应变率下的实验极限载荷值,并与工程理论分析计算结果进行比较。分析表明:奥氏体不锈钢管道环向贯穿裂纹在动态载荷下的失效模式为塑性失稳;经实验验证,在工程中对承受动态载荷的奥氏体不锈钢管道进行LBB分析时,采用美国核管会标准审查大纲3.6.3破前漏评估程序(SRP 3.6.3)中的极限载荷理论分析方法具有较高的工程安全性,若同时选用准静态下的材料力学性能,则工程安全性更高。

关键词：奥氏体不锈钢管道环向贯穿裂纹裂纹稳定性动态载荷冲击实验极限载荷

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