检索结果-内蒙古大学图书馆

原子能科学技术 2025年第3期59卷 691-699页

作者：周鼎黄聪彩李天勇乔红威崔艺航赵相吉马建中孙磊中国核动力研究设计院先进核能技术全国重点实验室四川成都610213 中国核动力研究设计院反应堆工程研究所四川成都610213

格架动刚度是表征格架动态力学性能、支撑事故工况下燃料组件结构安全分析的重要参数。当前格架动刚度主要通过格架动刚度试验测得撞击力及速度等力学参量估算,但是缺乏对不同估算方法的差异分析和误差来源讨论,导致在工程应用中尚未形... 详细信息

格架动刚度是表征格架动态力学性能、支撑事故工况下燃料组件结构安全分析的重要参数。当前格架动刚度主要通过格架动刚度试验测得撞击力及速度等力学参量估算,但是缺乏对不同估算方法的差异分析和误差来源讨论,导致在工程应用中尚未形成标准化评估方法。本文以某型格架为研究对象,开展格架动刚度试验,获得格架撞击载荷、撞击小车速度、撞击载荷脉冲周期等关键力学参数,分别采用能量法(包括直接法和迭代法)及周期法估算格架动刚度,分析不同方法的误差来源并讨论格架动刚度误差的传递特性。结果表明:基于小车撞击试验装置时,采用直接法和迭代法估算具有更高的稳定性,最大相对偏差分别达到12%和16%左右;格架动刚度误差将直接传递至内刚度并显著放大内刚度误差,但进一步传递至撞击力误差时回归到5%左右。本文结果可为格架动刚度测试和组件事故工况安全分析的准确性提供参考。

关键词：燃料组件格架动刚度误差来源

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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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不同烧结助剂无压烧结α-SiC的性能对比研究

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硅酸盐通报 2025年第3期44卷 1123-1132页

作者：龙绍军刘喆秦媛孙超张海明何勇郑继云中国核动力研究设计院核燃料元件及材料研究所成都610213 四川大学材料科学与工程学院成都610065 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

基于无压烧结技术,本文以6Al_(2)O_(3)-4Y_(2)O_(3)、2MgO-2Al_(2)O_(3)-5SiO_(2)、3Al_(2)O_(3)-2SiO_(2)和B4C为烧结助剂,开展了低掺量烧结助剂制备高密度碳化硅(α-SiC)的研究,对不同种类烧结助剂及烧结工艺制备的α-SiC的物相、显微组织、力学性能进行分析。结果表明,在液相烧结方面,添加4.0%(质量分数)的6Al_(2)O_(3)-4Y_(2)O_(3)烧结助剂,经1850℃烧结制备的α-SiC性能最优,密度达到3.19 g·cm^(-3),但该工艺制备的α-SiC在1300℃时,弯曲强度及断裂韧性分别衰减34.9%和7.4%。在固相烧结方面,添加0.3%(质量分数)的B4C烧结助剂,经2000℃烧结制备的α-SiC密度达到3.14 g·cm^(-3),在室温及1300℃时均具有优异的力学性能。结合DF-TEM对比分析了固相烧结及液相烧结制备的α-SiC显微组织,初步揭示了添加6Al_(2)O_(3)-4Y_(2)O_(3)、B_(4)C烧结助剂制备的α-SiC在室温及高温下的弯曲强度及断裂韧性演变的机理。

关键词：无压烧结α-SiC 固相烧结液相烧结室温力学性能高温力学性能

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高温碱金属钾热管传热性能的数值分析

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原子能科学技术 2025年第3期59卷 566-572页

作者：王恩培胡政豪李磊郭斯茂陈广亮于洋哈尔滨工程大学核科学与技术学院黑龙江哈尔滨150001 上海交通大学核科学与工程学院上海200240 中国工程物理研究院核物理与化学研究所四川绵阳621900 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

热管冷却反应堆凭借其紧凑、固有安全性好等特点受到广泛关注,高温热管作为热管冷却反应堆的关键组件,掌握热管在不同参数下的传热性能具有工程意义。本文基于计算流体力学(CFD)方法构建高温碱金属钾热管传热性能模型,深入研究不同参数... 详细信息

热管冷却反应堆凭借其紧凑、固有安全性好等特点受到广泛关注,高温热管作为热管冷却反应堆的关键组件,掌握热管在不同参数下的传热性能具有工程意义。本文基于计算流体力学(CFD)方法构建高温碱金属钾热管传热性能模型,深入研究不同参数对热管传热性能的影响,并与相关实验验证其准确性。数值结果表明:随着倾角的增加,蒸发段壁面温度增加,等效热阻减小,但变化不明显;随着管内充液量的增加,等效热阻不断减小,在高充液量下等效热阻在临界倾角处突增,该角度对传热性能有较大影响。本文得出的结果对高温碱金属钾热管传热特性分析及优化热管设计具有重要意义。

关键词：数值研究高温热管传热性能充液量

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中国工程试验堆堆芯入口流量分配特性实验研究

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原子能科学技术 2020年第2期54卷 257-263页

作者：眭曦王盛杨祖毛闫晓中国核动力研究设计院反应堆工程研究所

堆芯入口流量分配研究是新型反应堆设计过程中一项重要的工程验证实验,其结果能为反应堆的热工水力及安全分析提供数据支撑。本文针对中国工程试验堆(CENTER),采用缩比模型开展了堆芯入口流量分配特性实验研究,在不同工况下获得了模拟... 详细信息

堆芯入口流量分配研究是新型反应堆设计过程中一项重要的工程验证实验,其结果能为反应堆的热工水力及安全分析提供数据支撑。本文针对中国工程试验堆(CENTER),采用缩比模型开展了堆芯入口流量分配特性实验研究,在不同工况下获得了模拟燃料组件、铍/铝组件、钴靶组件及控制棒导向管内的流量分配因子。实验结果表明:在本文研究的工况范围中,堆芯中大部分冷却剂流过模拟燃料组件,同类型模拟组件间的流量分配较均匀,最大流量相对偏差在±4%以内。实验入口总流量对流量分配特性几乎没有影响。

关键词：中国工程试验堆流量分配流量分配因子实验研究

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核电厂安全壳地坑过滤器化学效应试验研究

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核动力工程 2019年第5期40卷 124-129页

作者：刘蔚伟夏小娇马韦刚姜峨傅晟伟赵永福何艳春中国核动力研究设计院反应堆工程研究所

核电厂失水事故工况下,化学效应可能引起地坑过滤器过度堵塞,影响应急堆芯冷却系统或安全壳喷淋系统的再循环功能,导致堆芯、安全壳丧失冷却,威胁核电厂的安全。本文以秦山核电厂二期扩建工程为研究对象,开展失水事故工况下潜在化学产... 详细信息

核电厂失水事故工况下,化学效应可能引起地坑过滤器过度堵塞,影响应急堆芯冷却系统或安全壳喷淋系统的再循环功能,导致堆芯、安全壳丧失冷却,威胁核电厂的安全。本文以秦山核电厂二期扩建工程为研究对象,开展失水事故工况下潜在化学产物对地坑过滤器压头损失的影响研究。结果表明,秦山核电厂二期扩建工程安全壳内含Al材料和保温材料在地坑环境中会析出Al、Si,Al、Si元素在地坑介质降温过程中形成了化学沉淀物,化学沉淀物会在地坑过滤器碎片床上沉积,堵塞碎片床流道,缩小碎片床孔隙率,导致地坑过滤器压头损失增加。因此,秦山核电厂二期扩建工程失水事故后存在化学效应,在地坑过滤器性能评估、下游效应分析中应予以考虑。

关键词：化学效应地坑过滤器压头损失失水事故核电厂

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非能动氢复合器性能验证试验方法研究

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核动力工程 2019年第3期40卷 138-141页

作者：李志明王宏庆马韦刚邱添李杨姜峨中国核动力研究设计院反应堆工程研究所

消氢启停阈值和消氢速率是非能动氢复合器的关键性能参数。本文设计了一种直观方便的非能动氢复合器性能验证试验方法:将非能动氢复合器放于密闭容器中,并通入氢气,只要氢复合器启动消氢反应且整条消氢过程曲线在给定值直线A以下,则验... 详细信息

消氢启停阈值和消氢速率是非能动氢复合器的关键性能参数。本文设计了一种直观方便的非能动氢复合器性能验证试验方法:将非能动氢复合器放于密闭容器中,并通入氢气,只要氢复合器启动消氢反应且整条消氢过程曲线在给定值直线A以下,则验证了启动阈值不大于给定值A;只要消氢过程曲线最终的水平段在给定值直线B以下,则验证了停止阈值不大于给定值B;只要氢复合器达到稳定消氢状态,通入容器的氢气质量流量即为消氢速率。本文设计并搭建了试验装置,采用非能动氢复合器样机PARQX-15进行消氢性能验证试验,成功验证了消氢启动阈值<2%(体积浓度,下同),停止阈值<0.5%,消氢速率大于536 g/h,证明了试验方法的实用性和有效性。

关键词：消氢启动阈值消氢停止阈值消氢速率非能动氢复合器

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LBB分析中J积分撕裂模量汇交方法研究

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核动力工程 2012年第5期33卷 26-31页

作者：乔红威刘志伟李锡华张勇李琦中国核动力研究设计院反应堆工程研究所成都610041

介绍了管道破前漏(LBB)分析中极限载荷和临界裂纹长度求解的J积分-撕裂模量汇交方法(J-T法)。利用有限元分析软件(ABAQUS)计算3种裂纹长度J积分,并将J积分与裂纹长度采用多项式函数进行拟合,最后在多项式函数的基础上求解极限载荷和临... 详细信息

介绍了管道破前漏(LBB)分析中极限载荷和临界裂纹长度求解的J积分-撕裂模量汇交方法(J-T法)。利用有限元分析软件(ABAQUS)计算3种裂纹长度J积分,并将J积分与裂纹长度采用多项式函数进行拟合,最后在多项式函数的基础上求解极限载荷和临界裂纹长度。采用FLET软件提供的算例对J-T方法的正确性进行验证。结果表明,运用基于ABAQUS的J-T法能提高失稳J积分的计算精度,能适用更广泛范围、更复杂结构的LBB分析。

关键词： LBB分析 J-T方法 ABAQUS

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ACP100反应堆整体水力模拟试验研究

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核动力工程 2023年第S01期44卷 29-34页

作者：丁雷陈星王典乐徐建军眭曦方颖孟洋中国核动力研究设计院反应堆工程研究所成都610213

模块式先进小型压水堆(ACP100)是一种新型一体化小型反应堆,直流蒸汽发生器和主泵均直接集成在压力容器上,紧凑的结构导致其内部流场复杂。本研究应用1:3缩比模型模拟ACP100反应堆内部流场,开展反应堆整体水力模拟冷态试验。试验得到反... 详细信息

模块式先进小型压水堆(ACP100)是一种新型一体化小型反应堆,直流蒸汽发生器和主泵均直接集成在压力容器上,紧凑的结构导致其内部流场复杂。本研究应用1:3缩比模型模拟ACP100反应堆内部流场,开展反应堆整体水力模拟冷态试验。试验得到反应堆模型的总压降和分段压降,获得了反应堆模型总阻力系数以及主要流道分段阻力系数;并得到堆芯入口各燃料组件的流量分配因子。模型试验结果显示,主流道内的流动已进入第二自模区,流体的流型、流速分布以及阻力系数与原型反应堆相同;流动进入自模区后,反应堆模型的阻力系数为常数,阻力系数值为8.02,可直接用于原型反应堆压降计算;额定运行工况下,堆芯入口的流量分配因子值在0.91~1.08,满足设计需求;流量分配罩具有良好的整流作用,模拟失流事故工况下的流量分配仍较均匀。

关键词： ACP100反应堆整体水力模拟自模阻力系数流量分配

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金属材料中低加载速率下的动态韧脆转变及断裂韧性测量

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力学学报 2021年第2期53卷 424-436,I0002页

作者：李一磊姚迪乔红威李锡华张鲲孙磊闫晓李朋洲中国核动力研究设计院反应堆工程研究所成都610213

金属材料在冲击下的韧脆转变现象和动态断裂韧性的测量是金属材料冲击力学性能研究的重要组成部分.针对金属材料在冲击下的韧脆转变现象认识不足和韧性材料在较低加载率下动态J–R阻力曲线难以测量的现状,提出了采用高速材料试验机,设... 详细信息

金属材料在冲击下的韧脆转变现象和动态断裂韧性的测量是金属材料冲击力学性能研究的重要组成部分.针对金属材料在冲击下的韧脆转变现象认识不足和韧性材料在较低加载率下动态J–R阻力曲线难以测量的现状,提出了采用高速材料试验机,设计专用试验夹具,测量15MnTi钢和11MnNiMo钢在不同加载速率下的韧脆转变过程,以及裂尖约束对其动态韧脆转变速率变化的影响.在高速材料试验机上采用上夹具辊刹车,通过调节压缩杆长度改变试验中裂纹扩展量的试验方法,测量了15MnTi钢三点弯曲试样件在较低加载率下的动态断裂韧性.试验发现15MnTi钢CT试验件加载速率低于0.025 m/s时呈现出韧性断裂的特点,加载速率在0.1~0.5 m/s时为韧脆结合型断裂,加载速率高于0.5 m/s后进入脆性断裂区;11MnNiMo钢CT试验件加载速率大于1.5 m/s后,分层断裂过程中出现先脆断后韧段的现象;发现15MnTi钢和11MnNiMo的动态韧脆转变速率受裂尖约束的影响非常明显,面内约束和面外约束的升高都会导致材料动态脆断速率出现明显降低;还发现三点弯曲试验中,15MnTi钢在8788 MPa·mm/s加载率内断裂韧性随加载率的提升呈现出缓慢下降的趋势.

关键词：动态断裂韧脆转变断裂韧性 Instron高速材料试验机

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