检索结果-内蒙古大学图书馆

核动力工程 2025年第2期46卷 209-216页

作者：肖聪刘承敏罗英彭航李维张志强黄擎宇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

控制棒驱动机构(CRDM)是反应堆内唯一具有相对运行的设备单元,可快速调节反应堆反应性,对反应堆安全运行十分重要,磨损是影响CRDM传动副功能失效的主要因素,直接决定其使用寿命。本文通过CRDM传动副磨损实验,发现传动副主要磨损形式有3... 详细信息

控制棒驱动机构(CRDM)是反应堆内唯一具有相对运行的设备单元,可快速调节反应堆反应性,对反应堆安全运行十分重要,磨损是影响CRDM传动副功能失效的主要因素,直接决定其使用寿命。本文通过CRDM传动副磨损实验,发现传动副主要磨损形式有3种:磨粒磨损、疲劳磨损和氧化磨损,同时发现当传动副顶部区域磨损体积比达16.46%时,CRDM出现滑棒,可判定此刻转动部件出现了磨损失效,将此刻的磨损体积值作为传动副的失效阈值。在获得传动副磨损体积数据和外部振动信号后,本文构建了内部磨损体积与外部振动信号的关联关系,并通过外部振动信号,基于支持向量回归(SVR)、卷积神经网络(CNN)、长短期记忆网络(LSTM)3种机器学习算法,分别构建了CRDM传动副寿命预测模型,通过对比分析认为,在预测精度上LSTM模型优于CNN模型优于SVR模型,在计算效率上SVR模型优于CNN模型优于LSTM模型。

关键词：控制棒驱动机构(CRDM) 传动副磨损剩余寿命

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基于PINN的源迭代法求解及加速算法研究

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核动力工程 2025年第2期46卷 148-155页

作者：江勇安萍刘东于洋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

本文将基于物理驱动的人工智能方法和传统源迭代法结合,建立求解少群扩散方程的新型方法流程,并采用Anderson加速方法对迭代源项进行加速。二维多材料、三维单材料等例题的计算结果显示,基于物理驱动的物理信息神经网络(PINN)和传统源... 详细信息

本文将基于物理驱动的人工智能方法和传统源迭代法结合,建立求解少群扩散方程的新型方法流程,并采用Anderson加速方法对迭代源项进行加速。二维多材料、三维单材料等例题的计算结果显示,基于物理驱动的物理信息神经网络(PINN)和传统源迭代法相结合,在保证计算精度的前提下可计算出连续中子注量率分布,采用Anderson加速可减少迭代次数,成功实现了少群中子扩散方程的正向求解,助推了人工智能算法在核领域的应用。

关键词：物理信息神经网络(PINN) Anderson加速源迭代中子扩散方程

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基于Archard模型的反应堆控制棒驱动机构隔热套磨损分析研究

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核动力工程 2025年第1期46卷 209-215页

作者：张英楠彭航杜华于天达余志伟陈西南吴昊张进强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

隔热套组件(简称隔热套)是核电厂反应堆控制棒驱动机构的主要部件之一,由于下端部受到喷射流体冲击,法兰与耐压壳发生接触磨损,导致承载能力和抗冲击能力下降,影响控制棒落棒功能。本文基于Archard模型,提出结构磨损特征时间和隔热套磨... 详细信息

隔热套组件(简称隔热套)是核电厂反应堆控制棒驱动机构的主要部件之一,由于下端部受到喷射流体冲击,法兰与耐压壳发生接触磨损,导致承载能力和抗冲击能力下降,影响控制棒落棒功能。本文基于Archard模型,提出结构磨损特征时间和隔热套磨损微分方程,将结构磨损与运行工况参数及材料物性参数解耦,建立了适用于隔热套的静力学磨损分析模型,得到了沉降高度随结构磨损特征时间变化规律。计算结果表明,对于华龙一号机组驱动机构,其隔热套结构安全运行寿命最长时的倾角为22.6°。通过给出剩余运行寿命与沉降高度对照曲线,为核电厂运行单位提供了隔热套更换评价方法与磨损缺陷处理方案。

关键词：控制棒驱动机构隔热套磨损 Archard模型安全运行寿命

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固态堆芯非对称热应力耦合试验研究

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核动力工程 2025年第1期46卷 152-159页

作者：王严培唐昌兵李权李涛李晨曦秋博文范航李垣明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 西南交通大学成都610031

非对称分布热应力耦合导致的燃料与基体相互作用是固态堆芯反应堆分析的关键问题,本研究采用数值模拟与试验相结合的方法,开发了分布式冷源和热源加载方式,对典型结构固态堆芯燃料元件开展了高温下热应力耦合模拟与试验研究。研究结果表... 详细信息

非对称分布热应力耦合导致的燃料与基体相互作用是固态堆芯反应堆分析的关键问题,本研究采用数值模拟与试验相结合的方法,开发了分布式冷源和热源加载方式,对典型结构固态堆芯燃料元件开展了高温下热应力耦合模拟与试验研究。研究结果表明,试验测得的高温应变场与数值模拟结果较为接近,堆芯燃料基体在350℃温差下无失效风险,本研究建立的非对称分布式冷源和热源热应力耦合数值预测方法和试验技术能够用于固态堆芯反应堆非对称热应力分布研究,低温差下燃料元件基体无失效风险。

关键词：固态堆芯非对称热应力分布试验数值模拟

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基于快堆堆芯中子学计算软件MOSASAUR的物理-热工耦合计算方法研究

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原子能科学技术 2025年第3期59卷 656-665页

作者：张斌王连杰娄磊赵晨中国核动力研究设计院核反应堆技术全国重点实验室先进核能技术全国重点实验室四川成都610041

为满足快堆堆芯稳态及瞬态分析计算,本文在铅冷快堆堆芯中子学计算程序MOSASAUR的基础上,开展了物理-热工耦合计算方法研究。MOSASAUR程序是基于确定论两步法计算策略,由截面生成、能谱修正、堆芯计算及不确定性分析4个模块组成。本文... 详细信息

为满足快堆堆芯稳态及瞬态分析计算,本文在铅冷快堆堆芯中子学计算程序MOSASAUR的基础上,开展了物理-热工耦合计算方法研究。MOSASAUR程序是基于确定论两步法计算策略,由截面生成、能谱修正、堆芯计算及不确定性分析4个模块组成。本文采用刚性限制法求解三维时空动力学方程,拓展了MOSASAUR中堆芯计算中的瞬态分析能力;基于子通道程序COBRA-YT扩展了其对液态金属冷却反应堆的热工水力计算能力,并与MOSASAUR耦合,作为热工反馈模块;采用不动点迭代法耦合了物理中子场及温场,最终形成了快堆堆芯稳态及瞬态的物理热工耦合计算。本文采用LMW基准题和ORAL19棒束问题分别对三维时空动力学计算和热工水力计算进行了模块验证;基于MicroURANUS堆芯进行了堆芯稳态及瞬态耦合计算的验证。数值结果显示,基于快堆堆芯中子学计算程序MOSASAUR的多物理耦合计算具有较高的计算精度。

关键词：多物理耦合铅冷快堆瞬态分析热工水力计算 MOSASAUR

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基于流管模型的流动扰动数值表征及流弹失稳预测

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计算力学学报 2025年第2期42卷 322-328页

作者：冯志鹏齐欢欢蔡逢春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

为了提升流管模型的预测能力和适用范围,获得能定量表征其众多流动扰动参数的通用方法,通过理论推导建立经典流管模型的动力学方程,基于二维流固耦合模拟发展流动扰动参数辨识方法,研究流管的面积分布、速度分布、压力分布(均包括稳态... 详细信息

为了提升流管模型的预测能力和适用范围,获得能定量表征其众多流动扰动参数的通用方法,通过理论推导建立经典流管模型的动力学方程,基于二维流固耦合模拟发展流动扰动参数辨识方法,研究流管的面积分布、速度分布、压力分布(均包括稳态项、相位差、扰动项)规律,然后以相位差函数为例,将其数学表达式作为流管模型的基本输入参数进行集成,预测管束结构的流弹失稳行为。结果表明,本文方法成功获得了众多流动扰动参数与曲线坐标及时间的关系,流动扰动参数的稳态项与曲线坐标的函数为正弦形式,相位差与曲线坐标的函数关系为线性形式;预测的临界流速与实验值吻合良好,证明了结合流动扰动数值表征和流管模型基本假设预测流弹失稳的可行性,为流弹失稳预测模型的开发提供了可行途径。

关键词：流致振动流弹失稳流管模型流动扰动管束结构

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基于MOPSO算法的自感式棒位探测器端部补偿多目标优化设计

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核动力工程 2025年第1期46卷 238-246页

作者：张艺璇唐健凯罗凌雁吴昊唐源王益明徐奇伟重庆大学输变电装备技术全国重点实验室重庆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

自感式棒位探测器利用探测线圈电感随驱动杆位移的变化特性实现连续棒位测量,但实际探测线圈端部磁场的非均匀分布致使探测器端部的输出信号表现为非线性,降低了端部位置的测量精度。为此,本文提出一种在探测线圈两端绕制阶梯型补偿线... 详细信息

自感式棒位探测器利用探测线圈电感随驱动杆位移的变化特性实现连续棒位测量,但实际探测线圈端部磁场的非均匀分布致使探测器端部的输出信号表现为非线性,降低了端部位置的测量精度。为此,本文提出一种在探测线圈两端绕制阶梯型补偿线圈的多目标优化设计方法:(1)建立端部补偿线圈电感数学模型;(2)采用多目标粒子群优化(MOPSO)算法对补偿线圈结构进行多目标优化;(3)利用熵权法和模糊综合评价法对多个优化目标客观赋权并进行综合评价,选取一组折中最优设计方案,从而快速有效地确定补偿线圈的最优结构参数。通过有限元仿真对比补偿前后结果,发现经过端部补偿后,不仅电感灵敏度提高了28.6%,最大线性拟合误差也降低了45.8%;最后,进行样机实验,结果显示端部补偿后的探测线圈电感灵敏度为0.18 mH/10 mm,最大线性拟合误差小于0.18 mH,可实现10 mm的测量精度,验证了端部补偿线圈多目标优化设计方案的有效性。本文为其在模块化小型反应堆中的应用提供了优化设计理论基础。

关键词：反应堆自感式棒位探测器端部补偿多目标粒子群优化(MOPSO) 多目标优化

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液态金属堆蒸汽发生器螺旋管束流动传热特性研究

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热力发电 2025年第2期54卷 109-117页

作者：谢海燕聂鑫赖建永田雅婧中国核动力研究设计院核反应堆技术全国重点实验室四川成都610213

液态金属堆的螺旋管蒸汽发生器一次侧为液态金属工质、二次侧为水工质,其热工水力特性相比传统压水堆的自然循环饱和式蒸汽发生器有较大区别。提出将螺旋管蒸汽发生器等效为流动网络系统的方法,将螺旋管束分为流动回路、压力节点等元件... 详细信息

液态金属堆的螺旋管蒸汽发生器一次侧为液态金属工质、二次侧为水工质,其热工水力特性相比传统压水堆的自然循环饱和式蒸汽发生器有较大区别。提出将螺旋管蒸汽发生器等效为流动网络系统的方法,将螺旋管束分为流动回路、压力节点等元件;基于质量守恒、动量守恒、能量守恒等方程,建立了计算蒸汽发生器螺旋管回路的压降、流量和温度等热工水力参数的数学模型和管束金属壁温计算的数学模型;通过对流动回路未知流量、压力节点组成的非线性方程组进行直接求解,最终得到了螺旋管束内流量分配、压降、工质温度变化、出口汽温分布、壁温分布、干度及换热系数等变化情况,获得了蒸汽发生器螺旋管束流动传热特性,开发了除RELAP5外的一维系统分析计算程序,并完善了液态金属堆螺旋管束蒸汽发生器热工水力计算分析手段。

关键词：液态金属堆蒸汽发生器螺旋管束流动网络流动传热特性热工水力

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压水堆棒束多通道流场稀疏数据深度学习求解技术研究

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核动力工程 2025年第2期46卷 81-89页

作者：钱浩陈广亮刘东于洋姜宏伟殷新立杨玉诚哈尔滨工程大学核科学与技术学院哈尔滨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成都610213

反应堆堆芯典型工况雷诺数高达10^(5),冷却剂流动具有显著的非线性,实际流动边界及状态与理想流动方程存在一定的匹配性偏差,会导致求解过程中数据与控制方程的约束相冲突,彼此制约,导致求解收敛困难。为解决该问题,本文研发了一种基于... 详细信息

反应堆堆芯典型工况雷诺数高达10^(5),冷却剂流动具有显著的非线性,实际流动边界及状态与理想流动方程存在一定的匹配性偏差,会导致求解过程中数据与控制方程的约束相冲突,彼此制约,导致求解收敛困难。为解决该问题,本文研发了一种基于深度学习的稀疏数据求解方法,通过设计不匹配性自适应调节方案,在控制方程中引入自适应调节因子,动态修正理想模型,克服因数据与方程不一致所引发的收敛障碍及精度不足等问题。在此技术基础上,进一步探讨了在小样本数据条件下的流场求解策略,设计了均匀配点、基于速度梯度配点、混合配点策略,旨在通过优化样本点的空间分布,提升流场求解的整体精度。研究结果表明,在3种策略中,均匀配点策略能够更全面地覆盖流场的整体特性,表现出最佳的优化效果,达到决定系数(R^(2))大于0.95、均方误差(MSE)在10^(-4)至10^(-3)量级的精度;且在仅采用60个小样本数据配点下(占原始数据点的7.8%)。本文所提出的方法也能有效实现高精度流场求解,为稀疏数据条件下求解压水堆堆芯棒束多通道流场提供了一种高效且适用的技术方案。

关键词：物理信息神经网络(PINNs) 调节因子稀疏数据压水堆棒束多通道深度学习

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双层隔振系统的隔振器刚度适配研究

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噪声与振动控制 2025年第1期45卷 276-280,298页

作者：江小州刘帅黄旋张文正王碧浩袁志豪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

以双层隔振系统为研究对象,建立双层隔振系统的三维有限元模型。在给定的刚度范围内,单独改变设备隔振器刚度值或者底座隔振器刚度值时发现,任意一层隔振器刚度的变化对各级隔振均产生一定的影响。从底座隔振器与设备隔振器刚度比的角... 详细信息

以双层隔振系统为研究对象,建立双层隔振系统的三维有限元模型。在给定的刚度范围内,单独改变设备隔振器刚度值或者底座隔振器刚度值时发现,任意一层隔振器刚度的变化对各级隔振均产生一定的影响。从底座隔振器与设备隔振器刚度比的角度出发,对两层隔振器的刚度进行适配,研究结果表明:在刚度适配时,可能出现振动传递过程中振动放大的情况;当刚度比相同时,在刚度值较小的工况下传递到底座上的振动加速度级比刚度值较大的工况小,同时其整体隔振效果也更好;在所计算的工况中,最优刚度适配工况下的整体隔振效果比最差刚度适配工况提高9.8 dB,传递到底座的振动加速度级降低12.3 d B,辐射声功率级总值降低12.8 dB。

关键词：振动与波双层隔振系统刚度比隔振器刚度适配整体隔振效果声功率级

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