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核动力工程 2020年第S2期41卷 1-4页

作者：朱大欢何鹏郑静方红宇张丹钟明君武铃珺吴清刘昌文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 福建福清核电有限公司福建福清350318

以华龙一号(HPR1000)为对象,基于其熔融物堆内滞留(IVR)系统专用监测仪表探究堆芯熔融物迁移状态的诊断方法。通过对大破口失水事故(LBLOCA)、全厂断电(SBO)事故等导致的典型严重事故分析发现,堆芯熔融物迁移至下封头后压力容器(RPV)外... 详细信息

以华龙一号(HPR1000)为对象,基于其熔融物堆内滞留(IVR)系统专用监测仪表探究堆芯熔融物迁移状态的诊断方法。通过对大破口失水事故(LBLOCA)、全厂断电(SBO)事故等导致的典型严重事故分析发现,堆芯熔融物迁移至下封头后压力容器(RPV)外壁面温度会发生显著变化,倾斜角为45°位置的RPV外壁面温度上升幅度可达150℃~200℃。基于研究结果,提出了堆芯熔融物迁移的判定准则,即在IVR系统成功投入的前提下,当监测到下封头外壁面温度显著上升时,则认为熔融物已淹没至下封头半高度位置处,可判定堆芯熔融物已发生大量迁移。

关键词：严重事故熔融物堆内滞留(IVR) 熔融物迁移

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主管道管径对主泵性能的影响分析

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核动力工程 2020年第2期41卷 125-129页

作者：王岩崔怀明郭艳磊毛远帆段永强李磊苏先顺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 兰州理工大学兰州730050

针对压水堆核主泵及其2种不同的主管道冷段管径配置方案,将核主泵与主管道组合建立三维模型,采用六面体结构化网格划分并进行了整个流动区域的非定常流动特性数值计算,得出了不同的主管道冷段配置方案下泵内及管道内的非定常压力脉动特... 详细信息

针对压水堆核主泵及其2种不同的主管道冷段管径配置方案,将核主泵与主管道组合建立三维模型,采用六面体结构化网格划分并进行了整个流动区域的非定常流动特性数值计算,得出了不同的主管道冷段配置方案下泵内及管道内的非定常压力脉动特性。分析结果表明:增加冷段管径使主泵本身效率降低,但由于相接的冷段管径增大使水力损失降低,整个系统效率提高了1.3%;配置较大管径冷段可以明显降低过渡段的压力脉动幅值;2种冷段管径方案的泵内导叶入口位置和压水室内的压力脉动幅值差别较小,冷段内压力脉动幅值也较小,且均呈现出无周期和无规律特性;配置较大管径冷段会使轴向力脉动幅值略有降低。

关键词：主泵主管道非定常流动压力脉动

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次临界反应性测量方法研究

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核动力工程 2020年第6期41卷 214-217页

作者：唐霄肖鹏刘同先廖鸿宽黄灿赵德华刘明权卢迪李满仓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 海南核电有限公司海南昌江572733

压水堆启动前需要进行物理启动试验,其中调临界是相对耗时的一部分。采用次临界条件下的试验,可以省去调临界的步骤,提高物理启动试验的安全性和适用性,加速物理启动试验的进程,提高压水堆的负荷因子。目前,次临界反应性测量受限于测量... 详细信息

压水堆启动前需要进行物理启动试验,其中调临界是相对耗时的一部分。采用次临界条件下的试验,可以省去调临界的步骤,提高物理启动试验的安全性和适用性,加速物理启动试验的进程,提高压水堆的负荷因子。目前,次临界反应性测量受限于测量信号较弱,背景噪声强,误差较大,难以满足商用压水堆的工程应用要求。本文基于源倍增方法,利用空间重要性修正因子和信号线性修正提高次临界反应性测量的精度,成功地在核电厂首循环上实现了次临界反应性测量的蒙特卡罗方法计算,取得了较好的计算精度与效果。

关键词：次临界反应性测量源倍增方法空间重要性修正因子信号线性修正

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重水堆慢化剂热传输系统优化设计及经济性评估

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中国核电 2023年第3期16卷 393-396页

作者：彭程邓坚潘卫国上海电力大学能源与机械工程学院上海200090 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

有效降低厂用电率并提高发电经济性将成为未来核电厂必须面对的现实性问题之一。本研究以秦山三期重水堆机组为对象,通过对重水堆慢化剂热传输系统的优化设计,将1号低压加热器入口凝结水作为慢化剂热交换器壳侧冷却水,利用慢化剂中的低... 详细信息

有效降低厂用电率并提高发电经济性将成为未来核电厂必须面对的现实性问题之一。本研究以秦山三期重水堆机组为对象,通过对重水堆慢化剂热传输系统的优化设计,将1号低压加热器入口凝结水作为慢化剂热交换器壳侧冷却水,利用慢化剂中的低品位热量可使1号低压加热器入口的凝结水温度提升近32℃,减少的低压缸抽气继续用于级中做功,产生的额外电能约为30.92 MW。对该系统优化设计的经济性评估,核电厂每年可新增收益2.11亿元,而核电厂需承担循环冷却水泵更换、管道安装等一次性改造成本约200万元。

关键词：热传输系统重水堆经济性评估低品位热量

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核电厂安全级DCS机柜火灾薄弱部位优化分析

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仪器仪表用户 2023年第2期30卷 79-85,103页

作者：高楠刘明明刘全东覃吴李尉弘郑兴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 华北电力大学国家新能源发电工程研究中心北京102206

安全级DCS作为核电厂的安全重要部分,对设备的安全性及可靠性较高。对安全级DCS机柜提前进行火灾仿真,改进机柜内的火灾薄弱部位,对其安全可靠起着辅助作用。本文主要对安全级DCS机柜内火灾薄弱环节进行分析,提出机柜薄弱部位优化设计... 详细信息

安全级DCS作为核电厂的安全重要部分,对设备的安全性及可靠性较高。对安全级DCS机柜提前进行火灾仿真,改进机柜内的火灾薄弱部位,对其安全可靠起着辅助作用。本文主要对安全级DCS机柜内火灾薄弱环节进行分析,提出机柜薄弱部位优化设计改进方案,并对比分析各改进方案优化前后仿真结果,寻找合理的优化改进方案来保证机柜的高安全可靠性,同时有效降低机柜内火灾发生时的整体温度及有毒气体的危害,降低火灾危险系数。

关键词：安全级DCS机柜火灾薄弱部位火灾危害

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非能动余热排出管内蒸汽凝结水击压力振荡特性实验研究

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动力工程学报 2021年第10期41卷 892-897,904页

作者：刘文兵张卓华蔡海刚种道彤赵全斌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 中国石油新疆油田公司王家沟油气储运中心乌鲁木齐830011

基于非能动余热排出可视化实验系统,利用高速摄像机和高频动态压力传感器等仪器对非能动余热排出管路中的凝结水击现象进行了实验研究,探究凝结水击发生过程汽液相界面变化与压力振荡信号之间的耦合关系,并分析了凝结水击的发生过程、... 详细信息

基于非能动余热排出可视化实验系统,利用高速摄像机和高频动态压力传感器等仪器对非能动余热排出管路中的凝结水击现象进行了实验研究,探究凝结水击发生过程汽液相界面变化与压力振荡信号之间的耦合关系,并分析了凝结水击的发生过程、发生位置和发生次数的变化规律。结果表明:凝结水击会经历分层流、波状流、弹状流和汽泡破碎4个阶段,其中分层流和波状流过程管内压力稳定,弹状流过程管内会出现负压,汽泡破碎时会产生巨大的压力脉冲信号;随着加热管热流密度的增加或过冷水温度的升高,凝结水击的发生位置向管路出口方向移动;一定时间内的凝结水击发生次数随热流密度的增加或过冷水温度的升高而减少。

关键词：非能动余热排出系统凝结水击发生位置压力振荡

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基于虚拟体积力动量源的燃料组件热工水力数值求解方法

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原子能科学技术 2021年第7期55卷 1276-1287页

作者：李小畅邓坚杨小磊郭涌辉陈广亮田瑞峰哈尔滨工程大学航天与建筑工程学院黑龙江哈尔滨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四川成都610041 哈尔滨工程大学核科学与技术学院黑龙江哈尔滨150001

针对计算流体力学(CFD)与三维精细化建模方法应用于反应堆燃料组件热工水力分析时普遍面临计算量较大和计算效率较低的问题,本文基于搅混翼对流场及温度场的阻流、导流、搅混与换热强化等方面的影响机理,通过建立搅混翼的虚拟体积力数... 详细信息

针对计算流体力学(CFD)与三维精细化建模方法应用于反应堆燃料组件热工水力分析时普遍面临计算量较大和计算效率较低的问题,本文基于搅混翼对流场及温度场的阻流、导流、搅混与换热强化等方面的影响机理,通过建立搅混翼的虚拟体积力数理模型来考虑搅混翼对热工水力的影响。以两通道模型为研究对象,将虚拟体积力模型以动量源项的形式加入无翼片通道中,获得了带搅混翼通道的热工水力特性。该方法避免了直接对燃料组件中的复杂搅混翼结构进行贴体网格建模,可显著简化建模过程、降低计算量及提高计算效率。通过与实验数据及传统贴体网格建模结果的综合对比分析,验证了模型的有效性。研究结果表明:搅混翼对棒束通道流场及温度场的综合影响,可等效为结构对流体施加的某种作用力改变了流体质点运动规律,从而表现出特殊的热工水力现象;虚拟体积力动量源模型所计算的流速、压降及换热系数等关键热工水力参数,与实验数据及传统贴体网格计算结果吻合良好,并能适应不同流速工况。

关键词：燃料组件搅混翼热工水力动量源数值建模数值反应堆

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非均匀导电壁对DCLL通道液态金属传热的影响

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工程热物理学报 2020年第7期41卷 1757-1764页

作者：高歌黄护林杨娅方日亮鹿鹏何晓强南京航空航天大学航天学院南京210016 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

包层是核聚变堆中能量转换的关键部件。本文对包层通道中"磁-热-流-固"多物理场进行耦合仿真,研究了改变流道插件(Flow Channel Insert,FCI)和第一壁导电率分布对双冷锂铅包层通道内液态金属的流动与传热特性的影响。结果显示... 详细信息

包层是核聚变堆中能量转换的关键部件。本文对包层通道中"磁-热-流-固"多物理场进行耦合仿真,研究了改变流道插件(Flow Channel Insert,FCI)和第一壁导电率分布对双冷锂铅包层通道内液态金属的流动与传热特性的影响。结果显示,绝缘条的加入降低了主流在绝缘条壁面附近温度,最高降温达到了15 K.入口速度和磁场强度的增加会减弱绝缘条对通道传热的影响;有流道插件通道加入导电条后,通道在Y方向上温度的不均匀分布得到改善,导电条对通道传热影响的程度随着入口速度的增大而愈加显著。

关键词：双冷液态锂铅包层磁流体效应局部导电FCI 液态金属传热多物理场耦合仿真

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高温有机工质两相流磁流体发电的性能研究

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工程热物理学报 2020年第12期41卷 3046-3052页

作者：方日亮黄护林李来鹿鹏何晓强南京航空航天大学航天学院南京210016 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

本文基于多相流混合模型,研究了以高温有机流体(癸烷、丙基环已烷)为驱动工质携带液态金属钠的两相流磁流体发电机的性能。通过比较不同工况下两种驱动工质的发电效率,发现以癸烷为驱动工质的发电机的发电效率更高。对癸烷为驱动工质进... 详细信息

本文基于多相流混合模型,研究了以高温有机流体(癸烷、丙基环已烷)为驱动工质携带液态金属钠的两相流磁流体发电机的性能。通过比较不同工况下两种驱动工质的发电效率,发现以癸烷为驱动工质的发电机的发电效率更高。对癸烷为驱动工质进一步研究发现,在磁场作用下由于两相滑移速度会使液态金属与驱动工质之间发生气液分离;两相滑移速度随着磁场强度和气泡直径的增大而增大,随空泡率的增大而减小;而发电效率与两相滑移速度变化趋势相反,两相滑移速度越大,发电效率越低。

关键词：磁流体发电机高温有机工质滑移速度气液分离发电效率

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反应堆辐射屏蔽多目标优化方法研究

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核动力工程 2020年第5期41卷 178-184页

作者：张泽寰宋英明卢川唐松乾肖锋吕焕文杨俊云毛婕南华大学核科学技术学院湖南衡阳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

为解决基于蒙特卡罗方法的传统屏蔽优化方法效率低、可应用性差的缺点,本文基于精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)和小批量随机梯度下降法(MBGD)对反应堆屏蔽优化方法进行了研究,同时改进了遗传算法自适应变异率算子以增强遗传算... 详细信息

为解决基于蒙特卡罗方法的传统屏蔽优化方法效率低、可应用性差的缺点,本文基于精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)和小批量随机梯度下降法(MBGD)对反应堆屏蔽优化方法进行了研究,同时改进了遗传算法自适应变异率算子以增强遗传算法的全局寻优能力,提出了反应堆屏蔽多目标优化方法。构建反应堆二次屏蔽多目标优化模型,将蒙特卡罗方法与神经网络预测方法输出的屏蔽后归一化中子透射率进行对比,验证了MBGD的准确性。通过神经网络与NSGA-Ⅱ的耦合对屏蔽参数进行约束寻优,能够快速找到屏蔽设计模型的Pareto前沿,可实际应用于反应堆辐射屏蔽多目标优化工程设计。

关键词：辐射屏蔽多目标优化小批量随机梯度下降法(MBGD) 非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)

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