检索结果-内蒙古大学图书馆

核动力工程 2025年第1期46卷 160-168页

作者：莫旭阳朱明亮张尚林杨立才陈尧轩福贞华东理工大学机械与动力工程学院上海200237 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

本文旨在分析材料在不同循环载荷作用下的棘轮演化规律,以指导核电站关键部件的寿命预测及结构完整性评价。针对国产反应堆压力容器用16MND5锻造贝氏体钢,在350℃下开展一系列对称和非对称应力控制试验,研究了应力幅和平均应力对棘轮行... 详细信息

本文旨在分析材料在不同循环载荷作用下的棘轮演化规律,以指导核电站关键部件的寿命预测及结构完整性评价。针对国产反应堆压力容器用16MND5锻造贝氏体钢,在350℃下开展一系列对称和非对称应力控制试验,研究了应力幅和平均应力对棘轮行为的影响。结果表明:该合金在对称与非对称应力循环载荷下均表现出棘轮效应。应力幅值和平均应力的增加降低了疲劳寿命。循环演化表现出初始循环硬化,然后循环软化,最后加速软化。相同应力幅下,平均应力的引入促进了软化。棘轮应变不随拉伸平均应力的增加而单调增加,存在一个最不利的平均应力导致棘轮-疲劳交互最为明显。断口形貌分析表明,根据应力水平的大小,试样可分为疲劳失效和发生较大塑性应变的棘轮失效。

关键词： 16MND5钢应力循环棘轮效应棘轮-疲劳交互断口形貌

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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深... 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(R2)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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高温钠热管间歇沸腾换热特性分析

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核技术 2025年第3期48卷 155-162页

作者：王岩马誉高马在勇潘良明朱隆祥唐思邈连强重庆大学低品位能源与利用技术及系统教育部重点实验室重庆400044 重庆大学核工程与核技术系重庆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

热管作为一种将蒸发和冷凝相结合的高效传热元件,被广泛应用于核能和航空航天等领域。热管若发生间歇沸腾将造成温度波动,进而影响整个热管冷却反应堆的安全。针对钠热管在不同充液量的情况下间歇沸腾的换热特性开展实验和理论的研究。... 详细信息

热管作为一种将蒸发和冷凝相结合的高效传热元件,被广泛应用于核能和航空航天等领域。热管若发生间歇沸腾将造成温度波动,进而影响整个热管冷却反应堆的安全。针对钠热管在不同充液量的情况下间歇沸腾的换热特性开展实验和理论的研究。实验方面,搭建了高温钠热管加热的实验台,研究了以液态金属钠为工质的热管在不同的液面深度和不同的丝网目数下其蒸发段的换热特性。理论方面,在实验数据的基础上,分析了不同充液量、不同丝网目数的对蒸发段换热系数的影响,并提出了钠热管在单相对流区和间歇沸腾区的蒸发段换热系数的模型。结果表明:热管发生间歇沸腾时,其换热性能要远低于正常运行时的换热性能。

关键词：高温钠热管间歇沸腾蒸发段换热系数换热性能

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双层叶片离心泵空化气泡演化特性研究

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中国电机工程学报 2025年第6期45卷 2285-2297,I0021页

作者：彭程邓坚吴江上海电力大学能源与机械工程学院上海市浦东新区201306 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省成都市610213

水力机械作为电力、船舶、武器等行业广泛应用的通用机械,越来越向高速化的趋势发展,然而一旦发生空化,将严重制约其效率和安全稳定性。空化过程涉及多相流、湍流和质量传递等复杂的流体力学过程,目前,针对非定常工况下空化气泡演化特... 详细信息

水力机械作为电力、船舶、武器等行业广泛应用的通用机械,越来越向高速化的趋势发展,然而一旦发生空化,将严重制约其效率和安全稳定性。空化过程涉及多相流、湍流和质量传递等复杂的流体力学过程,目前,针对非定常工况下空化气泡演化特性的数值模拟研究相对较少。该文首先建立双层叶片离心式水泵及流道模型,采用Realizable k-ε湍流模型及Schnerr-Sauer空化模型,探究不同吸入段初始雷诺数(6×10^(6)~18×10^(6))及转速(400~600 r/min)作用下的空化历程,并针对其中空化初生阶段的起始、空化气泡逃逸阶段的起始及空化区域分布进行定性与定量分析。结果表明:水泵腔体内空化的发生需要满足流场内高速与低压共存的条件。双层叶片转速或吸入段初始雷诺数的增加,均会造成空化气泡初生阶段开始的时间提前,而影响空泡逃逸开始时刻的主要因素是吸入段的初始雷诺数。保持吸入段初始雷诺数不变,伴随叶片转速的增加,空化区域将不断扩大;而保持叶片转速不变,伴随吸入段初始雷诺数的升高,空化区域将逐渐减少,呈现向吸入段位置收缩的效果。该文研究结果可为理解流体机械内部的汽-液两相流瞬时转化,优化水泵叶片结构、减少水泵汽蚀提供一定的技术参考。

关键词：空化空化初生空化区域初始雷诺数 STAR CCM+

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超临界水冷堆候选包壳材料研究进展与思考

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核动力工程 2025年第1期46卷 183-190页

作者：张乐福黄涛苏豪展高阳郭相龙沈朝陈凯上海交通大学核科学与工程学院上海200240 中国原子能科学研究院北京102413 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 上海交通大学材料科学与工程学院上海200240

超临界水冷堆(SCWR)具有热效率高、结构简单等技术优势,是第四代核能系统国际论坛推荐的6个堆型之一。本文首先回顾了SCWR的包壳设计要求和主要性能挑战,然后对经过较多测试的商用候选包壳材料的均匀腐蚀、应力腐蚀及辐照性能进行了回... 详细信息

超临界水冷堆(SCWR)具有热效率高、结构简单等技术优势,是第四代核能系统国际论坛推荐的6个堆型之一。本文首先回顾了SCWR的包壳设计要求和主要性能挑战,然后对经过较多测试的商用候选包壳材料的均匀腐蚀、应力腐蚀及辐照性能进行了回顾。铁素体/马氏体(F/M)钢、奥氏体不锈钢及镍基合金均存在某方面的性能不足。最后,介绍了近年来新兴的SCWR候选包壳材料,包括新型含铝奥氏体不锈钢、氧化物弥散强化钢、梯度材料及其他组织改进技术的研究进展。

关键词：超临界水冷堆燃料包壳材料均匀腐蚀应力腐蚀开裂

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钠热管启动过程轴向传热与稳态径向传热特性研究

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动力工程学报 2025年第2期45卷 165-170页

作者：周政马在勇马誉高吴奇张卢腾孙皖朱隆祥潘良明重庆大学低品位能源利用技术及系统教育部重点实验室重庆400044 重庆大学核工程与核技术系重庆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四川成都610213

为定量研究钠热管轴向热阻分布特性及径向传热特性,开展了钠热管启动过程中轴向传热及稳态径向传热实验。结果表明:启动过程中加热功率对轴向传热等效热阻的影响显著,随着功率的增大,其轴向传热等效热阻先减小后趋于平缓;在低倾角工况下... 详细信息

为定量研究钠热管轴向热阻分布特性及径向传热特性,开展了钠热管启动过程中轴向传热及稳态径向传热实验。结果表明:启动过程中加热功率对轴向传热等效热阻的影响显著,随着功率的增大,其轴向传热等效热阻先减小后趋于平缓;在低倾角工况下,轴向传热等效热阻显著增大,倾角较大时其影响较小;温度在350℃以下时,蒸汽处于自由分子流状态,汽液界面热阻可达10^(-4)(m^(2)·K)/W的量级,而更高温度下的蒸汽处于连续流状态,汽液界面热阻仅为10^(-6)~10^(-5)(m^(2)·K)/W;热管固液界面上存在可能由氧化层导致的传热热阻,量级为10^(-4)(m^(2)·K)/W,在低温下该热阻占热管径向传热总热阻的60%左右,其随温度的升高略有增大,在650℃时可达总热阻的80%。

关键词：钠热管轴向传热径向传热热阻

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核级设备危险频率下的电接触摩擦磨损试验与模拟研究

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摩擦学学报(中英文) 2025年第2期45卷 276-287页

作者：王东伟丁昊昊蒋维赵阳李发强汪凡雨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 西南交通大学机械工程学院四川成都610031

针对核安全级DCS(Distributed Control System)设备在其服役过程中存在的电接触磨损问题,本研究中首先对安全级DCS设备进行扫频试验,在得到设备的危险频率后,搭建电接触摩擦磨损试验台,并进行一系列摩擦学试验.结合电—热—机顺序耦合... 详细信息

针对核安全级DCS(Distributed Control System)设备在其服役过程中存在的电接触磨损问题,本研究中首先对安全级DCS设备进行扫频试验,在得到设备的危险频率后,搭建电接触摩擦磨损试验台,并进行一系列摩擦学试验.结合电—热—机顺序耦合分析法与Archard磨损模型,探索电流大小对电接触摩擦磨损的影响.结果表明:核安全级DCS设备的一阶共振频率为12 Hz.在该频率激励下,随着输入电流增大,电接触界面摩擦系数表现出先减小后增大的现象.电接触表面表现出磨粒磨损、剥层和电弧烧蚀的特点.增大电流虽然导致界面磨损加剧,但是高温下的材料软化使得接触区域增大,有利于电接触保持更长时间的低电阻状态.但是,大电流作用下磨损表面分布不均匀,接触电阻的波动频率显著增加.有限元分析能够较好地模拟电接触摩擦磨损过程,但是由于电接触状态下,摩擦区域的接触应力有所差异,因此磨痕区的磨损深度各不相同.在磨痕两侧,增大电流导致磨痕深度加剧,而在磨痕中间区域,输入电流为2 A时的磨痕深度明显大于输入电流为1 A和3 A的状态,这与试验结果一致.

关键词：核安全级DCS 电接触摩擦磨损有限元分析 Archard磨损模型

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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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基于大气压等离子体的电镀零件表面石墨清洗及机理

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表面技术 2025年第2期54卷 234-242页

作者：曹修全赵应鑫张鹏余德平王东伟吴开皓四川轻化工大学机械工程学院四川宜宾644002 四川大学宜宾园区四川宜宾644005 四川大学机械工程学院成都610065 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

目的去除因高温烧结而引起的绝缘子表面石墨污染,保障电镀产品的表面质量,探究大气压等离子体清洗代替传统化学/物理去除石墨污染的机理与方法。方法参照绝缘子污染情况试制石墨污染的4J29金属块样品,分别开展加热Ar+O_(2)、不加热Ar/Ar... 详细信息

目的去除因高温烧结而引起的绝缘子表面石墨污染,保障电镀产品的表面质量,探究大气压等离子体清洗代替传统化学/物理去除石墨污染的机理与方法。方法参照绝缘子污染情况试制石墨污染的4J29金属块样品,分别开展加热Ar+O_(2)、不加热Ar/Ar+O_(2)等离子体清洗对比实验。采用光谱仪分析Ar/Ar+O_(2)等离子体的化学特性。利用电子分析天平、扫描电子显微镜、能谱仪分别检测了样品表面石墨的质量变化、形貌以及元素成分变化。结果在样品加热的情况下,经Ar+O_(2)等离子体清洗后,4J29金属块表面的碳含量(质量分数)从97%降低至6%;Ar/Ar+O_(2)等离子体均可以在接近常温下有效去除石墨,且Ar+O_(2)等离子体的石墨去除效率较纯Ar等离子体提高0.7倍;在样品加热到300℃情况下,Ar+O_(2)等离子体的石墨去除效率较不加热时提高了27.3倍。结论大气压Ar+O_(2)等离子体清洗可以有效去除电镀零件表面的石墨污染;石墨去除效率与活性氧原子密度呈正相关;提高零件表面温度可以在活性氧原子供应充足的情况下显著提高石墨去除效率。

关键词：清洗工艺石墨去除微波等离子体射流清洗机理去除效率绝缘子

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池式非能动余热排出系统热工水力分析的系统程序改进及验证

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原子能科学技术 2025年第4期59卷 858-866页

作者：连强朱隆祥唐思邈黄涛张勇潘良明重庆大学低品位能源利用技术及系统教育部重点实验室重庆大学核工程与核技术系重庆大学动力工程及工程热物理博士后科研流动站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

福岛核事故后非能动理念被广泛应用于先进反应堆的热工安全设计，而池式非能动余热排出系统（PRHRS）也在国产华龙一号中提供了不依赖外部能源驱动的安全保障。尽管RELAP5程序在反应堆瞬态热工水力特性分析方面开展了大量验证工作，但... 详细信息

福岛核事故后非能动理念被广泛应用于先进反应堆的热工安全设计，而池式非能动余热排出系统（PRHRS）也在国产华龙一号中提供了不依赖外部能源驱动的安全保障。尽管RELAP5程序在反应堆瞬态热工水力特性分析方面开展了大量验证工作，但由于缺乏针对性的池式热交换器模型，RELAP5程序低估了池式PRHRS的换热功率及系统流量。因此本文根据池式热交换器工作条件选用棒束池式沸腾换热模型及大管径管内冷凝换热模型，在RELAP5程序中植入了池式热交换器模型，针对两种换热模型分别进行了分离效应验证。基于应急工况池式能量排出系统（PERSTO）实验台架分析了节点划分方式对池式PRHRS热工水力行为的影响，对比了改进程序及原始程序对整体性实验台架系统瞬态参数的模拟能力。经过分离效应验证和整体效应验证，确认了改进程序在池式PRHRS热工水力分析中的有效性。

关键词：池式非能动余热排出系统热工水力系统程序改进节点划分方式模型验证

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