检索结果-内蒙古大学图书馆

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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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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基于机器学习的燃料棒温度分布代理模型构建方法研究

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核动力工程 2023年第S02期44卷 1-5页

作者：刘振海齐飞鹏周毅李垣明李文杰曾未辛勇王浩煜马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

为提高大规模燃料棒性能模拟的计算效率,以燃料棒温度预测为例,研究了燃料棒温度分布预测代理模型(简称“代理模型”)的构建方法。以燃料棒性能分析程序COPERNIC的计算结果作为数据源,采用k-means聚类算法筛选代表性的训练数据,训练了4... 详细信息

为提高大规模燃料棒性能模拟的计算效率,以燃料棒温度预测为例,研究了燃料棒温度分布预测代理模型(简称“代理模型”)的构建方法。以燃料棒性能分析程序COPERNIC的计算结果作为数据源,采用k-means聚类算法筛选代表性的训练数据,训练了4个全连接前馈神经网络,分别能够考虑冷却剂流动传热及氧化膜生长影响的包壳外表面温度预测、包壳径向温度分布预测、燃料芯块和包壳间隙变化影响的燃料芯块外表面温度预测、燃料芯块径向温度分布预测。通过这些神经网络的组合,可以根据输入的燃料棒功率史快速预测出燃料棒不同时刻的温度分布。数值试验表明:构建的代理模型相比COPERNIC程序计算速度提升约204倍,同时具有较高精度。在整个数据集上,包壳温度和燃料芯块温度预测的平均偏差分别为0.07℃、0.44℃。

关键词：神经网络燃料棒温度代理模型燃料行为

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耐事故燃料用于高性能压水堆的分析研究

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核动力工程 2023年第2期44卷 136-144页

作者：尹春雨高士鑫钱立波秦雪吴磊张渝崔怀明肖忠苏光辉西安交通大学核科学与技术学院西安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

为明确未来高性能压水堆(PWR)可采用的耐事故燃料(ATF)元件设计方案,本研究采用燃料性能、核设计、反应堆热工安全的适用分析方法,从安全性、经济性和燃料性能等方面对几种潜在的ATF设计方案进行综合分析。结果表明:采用SiC复合包壳+高... 详细信息

为明确未来高性能压水堆(PWR)可采用的耐事故燃料(ATF)元件设计方案,本研究采用燃料性能、核设计、反应堆热工安全的适用分析方法,从安全性、经济性和燃料性能等方面对几种潜在的ATF设计方案进行综合分析。结果表明:采用SiC复合包壳+高铀密度燃料的方案较好;由于高铀密度燃料(包括UN、U_(3)Si_(2)及UN-U_(3)Si_(2)复合燃料)各自均具有鲜明的特点,其中UN-U_(3)Si_(2)复合燃料在理论上可以成为高铀密度燃料的一大特色,但从中子经济性的角度考虑需要将UN中^(15)N进行富集,而目前的富集技术将大大提高该型燃料的制造成本。因此本研究建议高性能PWR的ATF燃料元件设计宜选择SiC复合包壳+U_(3)Si_(2)燃料的设计方案。

关键词：耐事故燃料 SiC复合包壳高铀密度燃料燃料性能

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液态铅铋合金湍流普朗特数及RANS模型优选

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核动力工程 2023年第2期44卷 98-103页

作者：邓诗雨卢涛邓坚张喜林朱大欢北京化工大学机电工程学院北京100029 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

工程上常采用RANS湍流模型进行热工水力相关的数值模拟,然而液态铅铋合金(LBE)具有独特的热物性,常规湍流普朗特数模型和RANS湍流模型对其流动与传热模拟的适用性有待研究。为更准确地描述绕丝燃料组件内LBE的流动与换热过程,本文基于... 详细信息

工程上常采用RANS湍流模型进行热工水力相关的数值模拟,然而液态铅铋合金(LBE)具有独特的热物性,常规湍流普朗特数模型和RANS湍流模型对其流动与传热模拟的适用性有待研究。为更准确地描述绕丝燃料组件内LBE的流动与换热过程,本文基于大涡模拟对湍流普朗特数模型和RANS湍流模型进行优选。首先,采用四种湍流普朗特数模型对绕丝燃料组件内LBE的流动与传热过程进行大涡模拟,对比分析实验数据和模拟结果并进行模型优选。基于优选的湍流普朗特数模型,评价RANS湍流模型对LBE数值模拟的适用性和准确性。结果表明,Cheng湍流普朗特数模型和SST k-ω模型对LBE流动与传热模拟的准确性和适用性最高。

关键词：液态铅铋合金(LBE) 大涡模拟湍流普朗特数模型 RANS湍流模型绕丝燃料组件

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燃料棒夹楔状态下芯块与包壳相互作用的三维模拟研究

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核动力工程 2023年第S02期44卷 6-10页

作者：马政卿庞华张坤唐昌兵邬周志严峰邢硕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

燃料芯块与包壳的相互作用(PCI)是导致包壳破损的原因之一。燃料芯块开裂产生的碎片可能夹在芯块与包壳的间隙,导致夹楔PCI问题。该问题可能致使包壳局部应力超过限值,增加包壳破损风险。为评估夹楔PCI问题对燃料棒性能的影响,基于多物... 详细信息

燃料芯块与包壳的相互作用(PCI)是导致包壳破损的原因之一。燃料芯块开裂产生的碎片可能夹在芯块与包壳的间隙,导致夹楔PCI问题。该问题可能致使包壳局部应力超过限值,增加包壳破损风险。为评估夹楔PCI问题对燃料棒性能的影响,基于多物理耦合有限元平台MOOSE,建立三维有限元燃料元件性能分析方法,综合考虑辐照效应和热力耦合作用,针对单芯块模型完成了夹楔PCI问题的数值模拟计算。结果表明,夹楔PCI问题会改变包壳中的温度分布、应力分布和应变分布,并会增加包壳中的最大Mises应力和等效蠕变应变,增大燃料棒失效风险。

关键词：燃料棒芯块与包壳相互作用(PCI) 夹楔多物理耦合有限元平台(MOOSE)

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多孔弥散微封装燃料元件多场耦合性能分析

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火箭推进 2024年第4期50卷 110-116页

作者：李晨曦李权黄永忠赵波王浩煜刘仕超李垣明陈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四川成都610213

高温气冷堆是核热推进的主力候选堆型之一,燃料元件的性能直接决定了反应堆的性能,高温气冷堆的燃料元件形式众多,高安全性的弥散微封装燃料在高温气冷堆中具有极高的应用前景。因此,有必要针对高温气冷堆用弥散微封装燃料开展研究。提... 详细信息

高温气冷堆是核热推进的主力候选堆型之一,燃料元件的性能直接决定了反应堆的性能,高温气冷堆的燃料元件形式众多,高安全性的弥散微封装燃料在高温气冷堆中具有极高的应用前景。因此,有必要针对高温气冷堆用弥散微封装燃料开展研究。提出将TRISO燃料颗粒弥散于SiC基体的多孔弥散微封装燃料的设计方案,并基于有限元分析软件COMSOL建立了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,开展了不同冷却剂流量下的燃料元件热力行为分析。结果表明:流量越高,燃料元件最高温度越低,分别为1 340、1 250、1 180 K,远低于SiC材料熔点,无熔化风险;六棱柱内部的温度分布相对均匀,而六棱柱6个角处的温度分布相对不均匀;基体最大主应力出现在冷却剂流道周围,最大主应力最大值为95.6 MPa,其余位置整体最大主应力较小,最大主应力低于SiC材料断裂强度。

关键词：棱柱型多孔弥散微封装燃料多场耦合

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基于注意力机制和CNN-BiLSTM模型的滚动轴承剩余寿命预测

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核动力工程 2023年第S02期44卷 33-38页

作者：付国忠杜华张志强李晴朝黄思语刘彦霆中国核动力研究设计院核反应堆系统设计重点实验室成都610213

针对传统深度学习方法对滚动轴承剩余使用寿命(RUL)预测准确性不高的问题,提出一种基于注意力机制的卷积神经网络和双向长短期记忆网络的混合RUL模型(CNN-BiLSTM-AM),并运用该混合模型对滚动轴承的RUL进行预测。首先通过轴承原始振动信... 详细信息

针对传统深度学习方法对滚动轴承剩余使用寿命(RUL)预测准确性不高的问题,提出一种基于注意力机制的卷积神经网络和双向长短期记忆网络的混合RUL模型(CNN-BiLSTM-AM),并运用该混合模型对滚动轴承的RUL进行预测。首先通过轴承原始振动信号的峭度特征确定轴承首次预测时间(FPT);其次对FPT后的原始振动信号进行降噪、归一化处理并通过CNN-BiLSTM-AM混合模型对2种不同工况下的滚动轴承的RUL进行预测;最后,将CNN-BiLSTM-AM混合模型与几种传统模型进行对比。结果表明,CNN-BiLSTM-AM混合模型对滚动轴承的RUL更为有效,并具有泛化性能。

关键词：滚动轴承剩余使用寿命(RUL) 注意力机制卷积神经网络双向长短期记忆网络

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旋向对螺旋管束内铅铋流动传热特性影响的数值模拟研究

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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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