检索结果-内蒙古大学图书馆

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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锆合金燃料包壳Cr基涂层的微观结构及微动磨损性能

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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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空间堆氦氙布雷顿循环研究进展

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西安交通大学学报 2023年第11期57卷 46-57页

作者：陈伟雄梁铁波姜超廖先伟钱奕然唐鑫严俊杰西安交通大学动力工程多相流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

氦氙混合物为工质的布雷顿循环具有循环效率高、系统结构紧凑、化学稳定性好等优势,适合作为空间核反应堆的能量转换系统。在深入调研空间堆氦氙布雷顿循环发展历史和国内外研究进展的基础上,对其关键技术问题和重点研究方向的相关研究... 详细信息

氦氙混合物为工质的布雷顿循环具有循环效率高、系统结构紧凑、化学稳定性好等优势,适合作为空间核反应堆的能量转换系统。在深入调研空间堆氦氙布雷顿循环发展历史和国内外研究进展的基础上,对其关键技术问题和重点研究方向的相关研究进展进行了综述,发现主要研究方向包括氦氙混合物工质特性、氦氙布雷顿循环关键部件、循环性能提升、循环动态特性及控制策略等方面;而有待继续深入研究的关键技术问题包括不同比例氦氙工质的高精度物性及流动传热模型、高性能叶轮及高效紧凑式换热器设计及试验、不同功率等级下系统全工况优化、耦合反应堆的系统全局动态特性及控制策略等。分析结果可为推动空间堆氦氙布雷顿循环技术发展提供参考。

关键词：空间堆氦氙布雷顿循环性能优化动态特性

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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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长寿期小型棒控压水堆控制棒方案研究

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核技术 2024年第3期47卷 123-132页

作者：吴智强谢金森娄磊陈鹏宇刘涛邓年彪于涛南华大学核科学技术学院衡阳421001 南华大学先进核能设计与安全教育部重点实验室衡阳421001 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

小型棒控压水堆舍弃了可溶硼,并高度依赖控制棒与可燃毒物棒控制堆芯的反应性。为研究控制棒对堆芯关键性能的影响,本文以核动力破冰船用KLT-40模型为对象,以轴向功率偏移、堆芯寿期、燃料利用率与径向功率峰因子为指标,开展长寿期小型... 详细信息

小型棒控压水堆舍弃了可溶硼,并高度依赖控制棒与可燃毒物棒控制堆芯的反应性。为研究控制棒对堆芯关键性能的影响,本文以核动力破冰船用KLT-40模型为对象,以轴向功率偏移、堆芯寿期、燃料利用率与径向功率峰因子为指标,开展长寿期小型棒控压水堆控制棒布置与动作策略设计分析。首先,基于OpenMC程序开发带棒燃耗程序;其次,比较堆芯带控制棒与无控制棒运行时的堆芯寿期等指标;最后,分析不同动作策略对轴向功率偏移等指标的影响。结果表明:控制棒将堆芯寿期从590 EFPDs(等效满功率天,Effective full power days)延长至650~698 EFPDs;低价值棒组优先动作策略使轴向功率偏移程度由−0.69与+0.80分别下降至−0.29与+0.52。因此,要准确计算长寿期压水堆寿期必须采用带控制棒燃耗计算策略,并且通过合理的动作策略能够有效减小控制棒带来的轴向功率偏移。

关键词：长寿期压水堆控制棒方案控制棒动作策略堆芯寿期功率分布

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一回路氮气稳压系统瞬态模拟研究

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核动力工程 2022年第3期43卷 33-37页

作者：闫新龙李毅罗涵禹田野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

基于氮气稳压基本原理,采用集总参数法开发了氮气稳压系统瞬态模拟程序,该模型突破了现有独立稳压器模型的局限,实现了一回路系统与氮气稳压器的直接耦合,并采用浮动式核电站氮气稳压系统试验数据对程序进行了验证。在此基础上,提出了... 详细信息

基于氮气稳压基本原理,采用集总参数法开发了氮气稳压系统瞬态模拟程序,该模型突破了现有独立稳压器模型的局限,实现了一回路系统与氮气稳压器的直接耦合,并采用浮动式核电站氮气稳压系统试验数据对程序进行了验证。在此基础上,提出了一种基于敏感性分析的氮气稳压系统设计方法,与现有设计方法相比,该设计方法可以得到氮气稳压系统的优化配置方案,同时通过适配性设计,可以确保氮气稳压系统在启动过程中,压力不超过一回路系统温度压力限制曲线。

关键词：反应堆氮气稳压瞬态模拟冷启动

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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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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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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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