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中国核学会2019年学术年会

作者：吴丹丁书华邓坚李仲春张渝黄涛中国核动力研究设计院四川成都610041 核反应堆系统设计技术重点实验室四川成都610041

失水事故是最复杂的设计基准事故，在失水事故分析中，包壳峰值温度(即"PCT")、氧化份额(即"ECR")、产氢率是安全分析关心的关键物理参量。这几个参量与电厂设计、初始事件有关，也与分析程序以及建模方法有关。区... 详细信息

失水事故是最复杂的设计基准事故，在失水事故分析中，包壳峰值温度(即"PCT")、氧化份额(即"ECR")、产氢率是安全分析关心的关键物理参量。这几个参量与电厂设计、初始事件有关，也与分析程序以及建模方法有关。区别于传统的失水事故分析，本文将采用新的程序进行相关研究，即基于ARSAC-K程序研究建模方法对失水事故分析的影响。通过研究发现，建模方法中对于分析结果有显著影响的因素包括：关键模型(例如临界流模型、再淹没模型、临界后换热模型、包壳氧化模型等)的选取、特殊区域节块(例如破口节块、安注注入点节块、堆芯节块、下降段节块、下腔室和下封头节块等)的划分、某些与模型相关的关键参量(例如喷放系数、再淹没阶段二维移动精细热传导最大网格数等)的选取等。建模方法不同，失水事故分析的计算结果也有所差异。由于失水事故涉及特别复杂的两相流动换热过程，为了保证分析结果的合理性和保守性，需要在大量敏感性分析的基础上固定出一组合理且保守的建模方法用于后续的分析计算。在本文研究的基础上，后续将会细化深入的分析建模方法对分析结果造成影响的原因和机理，并基于ARSAC-K程序形成一套进行失水事故分析的自动高效的建模方法，为自主化三代核电厂安全分析以及中国核电走出去提供有力的技术保障。

关键词：失水事故 ARSAC-K 建模方法模型节块划分包壳峰值温度

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基于BSP空间分割法的核级管道三维碰撞检查方法研究

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科技视界 2020年第17期 203-205页

作者：吴启涛黄捷孙冠宇刘雨晨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610041 四川电力设计咨询有限责任公司成都610000

在PDMS平台设计了基于核级管道的碰撞检查模块,同时兼顾速度与精度的需求.本文分析了常见的碰撞检查方法,设计了一种新的碰撞检查流程,分别研究了BSP空间分割法及包围盒算法的优势,将其应用于新的检查流程中,将碰撞检查模块中,采用并行... 详细信息

在PDMS平台设计了基于核级管道的碰撞检查模块,同时兼顾速度与精度的需求.本文分析了常见的碰撞检查方法,设计了一种新的碰撞检查流程,分别研究了BSP空间分割法及包围盒算法的优势,将其应用于新的检查流程中,将碰撞检查模块中,采用并行包围盒法检查,得到碰撞检查结果.

关键词：碰撞检查 BSP空间分割法包围盒算法并行检查

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自主化LOCA分析平台及分析方法开发研究

自主化LOCA分析平台及分析方法开发研究

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中国核学会2019年学术年会

作者：丁书华邓坚吴丹刘余申亚欧黄涛中国核动力研究设计院四川成都610041 核反应堆系统设计技术重点实验室四川成都610041

在自主化三代核电发展以及中国核电走出去的大趋势下，需要开发出自主化的LOCA分析平台以及分析方法来进行最复杂的设计基准事故即失水事故分析.我院在近几年来开展了大量的工作进行自主化的LOCA分析程序、LOCA分析平台以及分析方法的研... 详细信息

在自主化三代核电发展以及中国核电走出去的大趋势下，需要开发出自主化的LOCA分析平台以及分析方法来进行最复杂的设计基准事故即失水事故分析.我院在近几年来开展了大量的工作进行自主化的LOCA分析程序、LOCA分析平台以及分析方法的研究.本文将详细介绍我院研发的自主化LOCA分析平台ARSAC程序的特点以及基于该平台开发的一整套失水事故分析方法的整体思路.我们的分析程序在借鉴了国际先进LOCA分析程序开发理念的基础上，在矩阵算法上、关键热工水力模型，包括：壁面换热模型、再淹没分析模块、临界流模型上、建模方法上都有新的突破，开展的程序验证工作也非常深入和全面，不仅模拟了国际上著名的分离效应实验和整体效应实验，还策划自主开展了多项两相流动换热实验，包括：再淹没流动换热实验、CCFL实验、膜态沸腾换热实验、过渡沸腾换热实验等来丰富LOCA分析平台实验数据库.此外，基于ARSAC平台，我院开发了满足附录K要求(美国联邦法规10 CFR 50.46附录K模型)的ARSAC-K程序，并结合先进的电厂参数处理方法，形成了一整套失水事故分析方法.后续将继续优化ARSAC程序，包括对于关键模型进行更加精细化的处理以及开展更多的验证工作，对于LOCA分析方法优化会考虑更多的不确定因子，例如：燃耗相关参数等，争取通过优化方法释放更多的安全裕量，为后续自主化三代核电设计和核电出口提供可靠的LOCA分析手段.

关键词：自主化 LOCA ARSAC 矩阵算法模型 ARSAC-K LOCA分析方法

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钠钾流量计在流致振动作用下的疲劳寿命分析

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科技视界 2022年第20期 18-22页

作者：姜超张振国吴菱艳李小畅田瑞峰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610000 黑龙江省核动力装置性能与设备重点实验室黑龙江哈尔滨150001

文章以钠钾流量计为研究对象,验证流量计支撑件承受NaK-78流体冲刷3×104h的疲劳寿命。文章采用单向流固耦合分析法计算流体与固体之间的相互作用,在ANSYS Workbench中进行疲劳损伤计算和疲劳寿命预测,根据Miner线性疲劳累积损伤理... 详细信息

文章以钠钾流量计为研究对象,验证流量计支撑件承受NaK-78流体冲刷3×104h的疲劳寿命。文章采用单向流固耦合分析法计算流体与固体之间的相互作用,在ANSYS Workbench中进行疲劳损伤计算和疲劳寿命预测,根据Miner线性疲劳累积损伤理论、结构材料的S-N曲线以及疲劳载荷谱可以计算得到总疲劳损伤值。研究结果表明,流量计支撑件在不同安装方式下的疲劳寿命不同,流量计水平安装和垂直安装所对应的疲劳寿命分别为2.48×105h和4.98×104h小时。因此,流量计支撑件结构满足3×104h的使用要求,且水平安装有利于延长流量计的疲劳寿命。

关键词：疲劳寿命 ANSYS Workbench S-N曲线流致振动■

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Zr-4管材干湿法渗氢工艺对比

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材料科学 2021年第8期11卷 895-900页

作者：陈波全李丹田大荣马政卿吴宗佩王家斌罗强中国核动力研究设计院核燃料与材料研究所四川成都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国核锆铪理化检测有限公司陕西宝鸡

利用Zr-4管材开展了干法渗氢和湿法渗氢实验,对工艺特点进行了分析。结果表明:对于湿法渗氢工艺,试样渗氢均匀,试样在高压釜均温区中的位置对渗氢结果没有显著影响。对于干法渗氢工艺,试样不同部位渗氢量可能存在明显差异,试样位置对渗... 详细信息

利用Zr-4管材开展了干法渗氢和湿法渗氢实验,对工艺特点进行了分析。结果表明:对于湿法渗氢工艺,试样渗氢均匀,试样在高压釜均温区中的位置对渗氢结果没有显著影响。对于干法渗氢工艺,试样不同部位渗氢量可能存在明显差异,试样位置对渗氢量也有显著影响。湿法渗氢工艺比干法渗氢工艺更稳定。使用LiOH·H 2O配制溶液开展湿法渗氢时,当Li浓度为0.4~0.6 mol/L,单位增重(ΔW, mg/dm2)与渗氢量(ΔHs, ppm)对应的关系为ΔHs = −1.39218 + 5.28783 ×ΔW。两种渗氢工艺下氢化物分布存在明显差异,湿法渗氢获得的管材内中外三层的氢化物取向因子差异更大。湿法渗氢工艺更适合用于成品管材检验。

关键词：锆合金渗氢氢化物

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核反应堆通风系统理论计算模型及对核电事故缓解研究

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科技视界 2020年第17期 175-178页

作者：陶舒畅赖建永秦婧叶竹苏桐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 东方电气集团东方锅炉股份有限公司成都643001

针对核反应堆的特殊性,总结了核反应堆通风系统设计时应当遵循的导则、规范、设计准则等,给出了理论计算模型;参考已有的核反应堆设计经验,综合考虑给出了通风系统的基本设计参数.由于事故工况下核电放射性对环境会产生巨大危害,因此建... 详细信息

针对核反应堆的特殊性,总结了核反应堆通风系统设计时应当遵循的导则、规范、设计准则等,给出了理论计算模型;参考已有的核反应堆设计经验,综合考虑给出了通风系统的基本设计参数.由于事故工况下核电放射性对环境会产生巨大危害,因此建立了事故工况下核素活度计算模型,定量分析了通风系统对核电事故缓解的作用.

关键词：核反应堆通风系统事故缓解

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基于预估校正的改进准静态方法的中子动力学计算研究

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科技视界 2020年第17期 28-30页

作者：贺涛李云召张文鑫王冬勇马党伟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 西安交通大学核科学与技术学院西安710049

早年,堆芯瞬态分析常采用简化的"点堆"动力学模型,不考虑瞬态过程中堆芯中子通量密度随空间的分布,且不随时间变化."点堆"动力学模型求解快速,对小型紧凑耦合系统在一定情况下可给出较满意结果,但由于其无法描述与... 详细信息

早年,堆芯瞬态分析常采用简化的"点堆"动力学模型,不考虑瞬态过程中堆芯中子通量密度随空间的分布,且不随时间变化."点堆"动力学模型求解快速,对小型紧凑耦合系统在一定情况下可给出较满意结果,但由于其无法描述与空间相关的扰动过程.然而,大型商用压水堆的瞬态分析中,特别是事故工况下,中子通量密度空间分布随时间变化会非常剧烈,点堆模型在这种情况下的近似非常大.因此,为了精确模拟大型压水堆的瞬态过程中,中子通量密度分布随时间的变化过程,必须采用三维的时空动力学模型.本文使用预估校正的改进准静态方法求解时空动力学方程,并于基准题对比,验证了预估校正的准静态方法计算的正确性.

关键词：中子动力学方程基于预估校正的改进准静态方法

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“玲龙一号”核能稠油热采初步可行性研究

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中国核电 2022年第1期15卷 21-25页

作者：秦忠宋丹戎秦操魏学栋吴菱艳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 四川大学四川成都610065

核能发电用途已被公众广泛认知和接受,但核能应用对于占能源消耗总量60%的非电应用领域仍是有待开发的又一片蓝海。稠油开采具有资源数量大、难开采、能耗高等特点,目前实施的工业化经济热采稠油,大都需要高温高压蒸汽,生产这些蒸汽,主... 详细信息

核能发电用途已被公众广泛认知和接受,但核能应用对于占能源消耗总量60%的非电应用领域仍是有待开发的又一片蓝海。稠油开采具有资源数量大、难开采、能耗高等特点,目前实施的工业化经济热采稠油,大都需要高温高压蒸汽,生产这些蒸汽,主要依靠燃煤、燃气锅炉,碳排放量大,节能减排任务艰巨。核能稠油热采是核工业、石油工业的跨界技术创新,为开创核能供热市场创造良好的应用场景。本文介绍了稠油开采技术现状、稠油热采能源需求、核能稠油热采技术耦合、技术方案和初步经济分析。

关键词：核能稠油可行性

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核主泵多环套装钨合金飞轮结构设计研究

核主泵多环套装钨合金飞轮结构设计研究

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中国核学会2019年学术年会

作者：姜露刘贞谷庾明达田俊李丽娟张丽屏张毅雄核反应堆系统设计技术重点实验室四川成都610041 中国核动力研究设计院四川成都610041

多环套装重金属结构设计是一种有效提高核主泵飞轮转动惯量的结构设计方法之一，为保证其在严苛工作条件下的结构强度安全，采用有限元法，在考虑过盈配合预应力以及离心力的基础上，首次对高温工作环境下的核主泵多环套装重金属钨合金... 详细信息

多环套装重金属结构设计是一种有效提高核主泵飞轮转动惯量的结构设计方法之一，为保证其在严苛工作条件下的结构强度安全，采用有限元法，在考虑过盈配合预应力以及离心力的基础上，首次对高温工作环境下的核主泵多环套装重金属钨合金飞轮进行稳态热应力分析，探讨工作环境温度因素对核主泵飞轮结构设计的影响。通过建立由内轮毂、中间层重金属钨合金以及外保持环三层结构组成的核主泵飞轮结构有限元模型，研究其在高温工作环境下的结构热应力;此外将整体式与分块式钨合金层结构飞轮进行比较，研究两种结构形式下的热应力特性;为寻求钨合金层分块设计的最佳分块数，研究了不同分块数下的核主泵飞轮结构热应力。研究表明，在高温工作条件下，核主泵飞轮中间钨合金层会产生很大的热应力，通过钨合金层的分块设计以及采用合适的钨合金分块数可以有效降低这种热应力。

关键词：核主泵飞轮多环钨合金块热应力

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控制棒驱动机构耐压壳体定位面喷涂工艺研究

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科技视界 2019年第9期 44-47页

作者：唐源李维于耀华吴伟建邓强吴昊唐健凯付国忠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 上海第一机床厂有限公司中国上海201308

本文采用超音速火焰喷涂和等离子喷涂分别在控制棒驱动机构耐压壳定位面上制备了CrNi/CrC耐磨涂层,研究了不同的工艺参数下喷涂涂层的硬度、孔隙率和沉积效率,对比分析了两种喷涂方法的显微结构和孔隙率、结合强度和显微硬度。结果表明... 详细信息

本文采用超音速火焰喷涂和等离子喷涂分别在控制棒驱动机构耐压壳定位面上制备了CrNi/CrC耐磨涂层,研究了不同的工艺参数下喷涂涂层的硬度、孔隙率和沉积效率,对比分析了两种喷涂方法的显微结构和孔隙率、结合强度和显微硬度。结果表明不同工艺参数对涂层有着明显的影响,超音速火焰喷涂的涂层性能优于等离子喷涂涂层性能,超音速火焰喷涂涂层显微结构更为致密,超音速火焰喷涂涂层的结合强度约为等离子喷涂涂层的2. 5倍,超音速火焰喷涂涂层的显微硬度约为等离子喷涂的1. 3倍。

关键词：控制棒驱动机构超音速火焰喷涂等离子喷涂

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