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核技术 2022年第11期45卷 99-109页

作者：张华健陈珍平刘程伟杨超谭波甘斌陈富财于涛南华大学核科学技术学院衡阳421001 中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术国家重点实验室成都610213 湖南省数字化反应堆工程技术研究中心衡阳421001

辐射屏蔽设计是反应堆设计的重要组成,面向陆海空天全域的新型核动力技术的发展对辐射屏蔽优化设计方法提出了新需求。采用传统屏蔽结构多目标优化方法处理三维屏蔽结构优化问题时,存在寻优速度慢、难以收敛、全局性差等缺陷,基于第三... 详细信息

辐射屏蔽设计是反应堆设计的重要组成,面向陆海空天全域的新型核动力技术的发展对辐射屏蔽优化设计方法提出了新需求。采用传统屏蔽结构多目标优化方法处理三维屏蔽结构优化问题时,存在寻优速度慢、难以收敛、全局性差等缺陷,基于第三代非支配排序遗传算法(Non-dominated Sorting Genetic Algorithm Ⅲ,NSGA-Ⅲ),开展面向三维屏蔽结构设计的高维多目标优化方法研究。基于核反应堆三维屏蔽结构模型,以屏蔽层重量、体积和特定区域辐射剂量率为优化目标,开展NSGA-Ⅲ优化方法的性能对比分析研究。数值结果表明:本文建立的高维多目标优化方法可更高效、稳定地搜寻Pareto前沿解,可为辐射屏蔽设计优化提供新思路。

关键词：辐射屏蔽 NSGA-Ⅲ 高维多目标问题屏蔽结构优化核反应堆

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位移幅值对690合金管/405不锈钢块切向微动磨损特性的影响

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摩擦学学报 2020年第6期40卷 754-761页

作者：唐攀米雪沈平川白晓明黄擎宇陈果彭金方朱旻昊西南交通大学机械工程学院摩擦学研究所四川成都610031 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

采用自制的微动磨损试验机,开展了690合金管/405不锈钢的切向微动磨损试验,研究了位移幅值(15、30、80和200μm)对其微动磨损特性的影响.试验结果表明:当位移幅值改变时,微动运行状态会发生改变.当位移幅值为15μm时,微动状态为部分滑移... 详细信息

采用自制的微动磨损试验机,开展了690合金管/405不锈钢的切向微动磨损试验,研究了位移幅值(15、30、80和200μm)对其微动磨损特性的影响.试验结果表明:当位移幅值改变时,微动运行状态会发生改变.当位移幅值为15μm时,微动状态为部分滑移区,此时摩擦系数最小,磨损率最低,微动损伤最轻微;当位移幅值为30μm时,微动运行于混合区,摩擦系数明显高于部分滑移区;而当位移幅值为80和200μm时,微动运行于完全滑移区,稳定阶段的摩擦系数与混合区的接近.总体而言,随着位移幅值的增大,磨痕宽度增大,磨损加剧,磨损体积增加.部分滑移区的磨损机制主要为黏着磨损和剥层,混合区主要的磨损机制为剥层,而完全滑移区的磨损机制主要为剥层磨损和磨粒磨损.

关键词： 690合金管微动磨损位移幅值摩擦系数磨损机制

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基于RMC的计数器数据分解方法研究

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核动力工程 2014年第4期35卷 142-146页

作者：梁金刚王侃余纲林佘顶柴晓明强胜龙姚栋清华大学工程物理系北京100084 清华大学核能与新能源技术研究院北京100084 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

蒙特卡罗模拟方法(蒙卡方法)在反应堆物理分析中的应用受计算机内存不足的限制,数据分解方法是一种有效的解决思路。对蒙卡方法的内存占用进行定量分析,并基于自主堆用蒙特卡罗程序(RMC),采取了同步式和异步式2种通信方法,设计并实现计... 详细信息

蒙特卡罗模拟方法(蒙卡方法)在反应堆物理分析中的应用受计算机内存不足的限制,数据分解方法是一种有效的解决思路。对蒙卡方法的内存占用进行定量分析,并基于自主堆用蒙特卡罗程序(RMC),采取了同步式和异步式2种通信方法,设计并实现计数器数据分解算法;通过数值试验测试算法的性能,结果表明,计数器数据分解算法能够明显减少内存占用,而且不会对程序的并行性能产生影响。

关键词：数据分解计数器蒙特卡罗内存 RMC 并行效率

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船用堆辐射屏蔽优化设计平台开发与验证

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核动力工程 2022年第1期43卷 208-214页

作者：李玥航于涛陈珍平甘斌鲜希睿牛昊轩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国家重点实验室成都610213 湖南省数字化反应堆工程技术研究中心湖南衡阳421001

船用堆对核反应堆屏蔽设计提出了更高的要求,传统辐射屏蔽设计方法及设计软件已不能满足要求。为了得到更加精确的辐射屏蔽设计,本文基于开源的SALOME框架建立了一套集"几何建模-材料建模-屏蔽优化-结果可视化"功能为一体的... 详细信息

船用堆对核反应堆屏蔽设计提出了更高的要求,传统辐射屏蔽设计方法及设计软件已不能满足要求。为了得到更加精确的辐射屏蔽设计,本文基于开源的SALOME框架建立了一套集"几何建模-材料建模-屏蔽优化-结果可视化"功能为一体的船用堆辐射屏蔽多目标优化平台——MOSRT。MOSRT平台可实现屏蔽结构三维CAD实体建模、基于遗传算法的辐射屏蔽多目标优化以及屏蔽计算结果剂量场三维可视化。基于Savannah和MRX船用堆模型对MOSRT平台进行了辐射屏蔽优化验证,优化方案与初始方案相比,在剂量、质量、体积方面均得到了良好的优化效果,证明了MOSRT平台初步具备辐射屏蔽优化设计功能,可为船用堆工程及概念屏蔽设计提供辅助设计手段。

关键词：船用堆 MOSRT平台辐射屏蔽多目标优化

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摇摆条件下自然循环流动不稳定性非线性演化特性研究

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原子能科学技术 2012年第11期46卷 1324-1329页

作者：张文超谭思超高璞珍张虹张红岩哈尔滨工程大学核安全与仿真技术国防重点学科实验室黑龙江哈尔滨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 海军装备部北京100841

针对摇摆运动下自然循环流动不稳定性的非线性演化特性进行了分析。应用非线性时间序列分析方法对不同流动状态的时间序列进行幅度谱分析、吸引子重构,并基于相空间重构理论,计算包括关联维数(CD)、Kolmogorov熵(K熵)和最大李雅普诺夫指... 详细信息

针对摇摆运动下自然循环流动不稳定性的非线性演化特性进行了分析。应用非线性时间序列分析方法对不同流动状态的时间序列进行幅度谱分析、吸引子重构,并基于相空间重构理论,计算包括关联维数(CD)、Kolmogorov熵(K熵)和最大李雅普诺夫指数(MLE)在内的几何不变量的值,根据计算结果分析了摇摆运动下两相自然循环系统流动不稳定性的非线性演化特性。分析结果表明:随着无量纲功率的增大,系统几何不变量的值先增加后减小,系统由极限环运动经倍周期分岔发展成混沌振荡,最终回到稳定流动;系统非线性特征先增强后减弱,是由于热驱动力、流动阻力和摇摆引起的驱迫外力之间的相互反馈及耦合程度不同所致。

关键词：自然循环摇摆流动不稳定性非线性演化

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运行温度对钠热管内工质蒸发调节系数影响的实验研究

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原子能科学技术 2024年第10期58卷 2106-2112页

作者：马在勇周政马誉高吴奇张卢腾连强唐思邈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

钠热管在相关小型化、无人化核反应堆平台上有着良好的应用前景,其工质蒸发调节系数的准确性对于钠热管分析具有重要的意义。而蒸发调节系数受温度的影响显著,为此,通过实验方法研究了不同温度对钠热管内钠蒸发调节系数的影响。通过改... 详细信息

钠热管在相关小型化、无人化核反应堆平台上有着良好的应用前景,其工质蒸发调节系数的准确性对于钠热管分析具有重要的意义。而蒸发调节系数受温度的影响显著,为此,通过实验方法研究了不同温度对钠热管内钠蒸发调节系数的影响。通过改变加热功率、倾角、加钠量、丝网等参数,测量了稳态工况下的轴向外壁面温度及气相温度。采用不同蒸气温度取值方法,结合外壁面温度测量值,基于HertzKnudsen-Schrage方程获得了蒸发调节系数的实验值。分析表明,使用蒸发段局部气相温度作为蒸气温度获得的蒸发调节系数受管内工况及丝网参数影响较小,蒸发调节系数的对数值与对数饱和压力满足良好的线性关系;使用绝热段壁面温度或绝热段气相温度作为蒸气温度获得的蒸发调节系数,在550℃以下时受轴向导热热阻及液钠润湿不佳的影响,数值偏小但依然满足对数线性关系,而在高于550℃时液钠良好润湿性带来的轴向铺展可显著增大蒸发调节系数,此时丝网的作用较为明显。通过拟合实验数据,建立了不同温度下的蒸发调节系数的经验关系式。

关键词：钠热管蒸发调节系数实验研究模型开发

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大气释放阀结构参数对阀瓣启动时间影响的数值模拟研究

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核动力工程 2018年第2期39卷 114-119页

作者：张振华于德勇贾力杨立新北京交通大学机械与电子工程学院北京100044 微细尺度流动与相变传热北京市重点实验室北京100044 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

针对田湾核电站某阀门系统中的大气释放阀前置隔离阀系统采用数值模拟技术开展了阀门开启特性的数值模拟研究。采用计算流体动力学(CFD)计算方法开展不同结构参数和不同工况参数对阀门启动时间的影响分析,对试验测试中出现的阀门开启延... 详细信息

针对田湾核电站某阀门系统中的大气释放阀前置隔离阀系统采用数值模拟技术开展了阀门开启特性的数值模拟研究。采用计算流体动力学(CFD)计算方法开展不同结构参数和不同工况参数对阀门启动时间的影响分析,对试验测试中出现的阀门开启延迟现象给出了理论分析,为该阀门的设计和改进提供了详实的参考依据。

关键词：大气释放阀关键结构参数 CFD 启动时间

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904L不锈钢在不同气氛下微动磨损性能研究

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摩擦学学报 2023年第10期43卷 1128-1139页

作者：李好杰宁闯明李正阳任全耀粟敏蔡振兵西南交通大学机械工程学院摩擦学研究所四川成都610031 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

在可控气氛微动磨损试验设备上,开展了904L不锈钢在不同温度和环境介质(常温大气、常温二氧化碳、350℃大气、350℃二氧化碳)下的微动磨损试验.分析了其摩擦学界面损伤机制和摩擦化学行为.结果表明,常温条件下微动运行于完全滑移区,磨... 详细信息

在可控气氛微动磨损试验设备上,开展了904L不锈钢在不同温度和环境介质(常温大气、常温二氧化碳、350℃大气、350℃二氧化碳)下的微动磨损试验.分析了其摩擦学界面损伤机制和摩擦化学行为.结果表明,常温条件下微动运行于完全滑移区,磨损机制主要是分层剥落和氧化磨损;350℃条件下微动运行于混合区,大气环境下的磨损机制主要是黏着磨损和氧化磨损,二氧化碳环境下的磨损机制主要是黏着磨损.常温时二氧化碳较大气环境的磨损量减小,温度升高至350℃时磨损量显著减小.

关键词： 904L不锈钢微动磨损二氧化碳磨损机制

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核电事故应急随机网络的粒子群优化分析

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原子能科学技术 2014年第5期48卷 898-902页

作者：龚迪琛方方陈智丁卫撑成都理工大学核技术与自动化工程学院四川成都610059 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

本文构建了核电事故应急过程的GERT随机网络模型,在分析日本福岛核事故应急救援过程的基础上,研究智能计算方法与传统随机网络相结合的途径。将应急过程分解为串联环节和并联环节,将并联环节作为串联环节的一部分,先以整体为对象进行资... 详细信息

本文构建了核电事故应急过程的GERT随机网络模型,在分析日本福岛核事故应急救援过程的基础上,研究智能计算方法与传统随机网络相结合的途径。将应急过程分解为串联环节和并联环节,将并联环节作为串联环节的一部分,先以整体为对象进行资源配置优化,再单独分析并联环节。分析了应急资源对各救援环节的作用,在应急资源一定的前提下提出了对应的粒子运动速度矢量受限。利用速度投影矩阵纠正粒子运动,得到了资源受限的粒子群优化算法,获得了应急过程中资源的优化配置,以及降低了核电事故应急的时间消耗。

关键词：核电事故应急过程随机网络粒子群优化

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运行工况下固态堆芯基体的高温力学响应

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中山大学学报（自然科学版）（中英文） 2024年第2期63卷 95-107页

作者：梁立创田俊苏东川李辉姜乃斌中山大学中法核工程与技术学院广东珠海519082 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

热管冷却反应堆是核反应堆电池的首选堆芯之一,热管堆固态堆芯高温膨胀的力学性能需要引起重视。为了获得热管冷却反应堆316H不锈钢基体在高温下的力学变化,以MegaPower作为分析对象,采用开源蒙特卡罗程序(OpenMC)和商用有限元计算软件A... 详细信息

热管冷却反应堆是核反应堆电池的首选堆芯之一,热管堆固态堆芯高温膨胀的力学性能需要引起重视。为了获得热管冷却反应堆316H不锈钢基体在高温下的力学变化,以MegaPower作为分析对象,采用开源蒙特卡罗程序(OpenMC)和商用有限元计算软件ANSYS Mechanical,对反应堆满功率运行工况进行了热力耦合分析。结果表明:1)在满功率运行水平,堆芯基体会产生显著的温度集中和热应力集中,燃料和基体的峰值温度分别为1 023 K和970 K,基体的最大热应力为49.5 MPa;2)在高温蠕变的效应下,基体的应力会显著降低,应力分布趋于均匀;3)在堆芯运行过程中,基体等效总应变只有微小变化,而等效弹性应变的减少和等效蠕变应变的增加几乎是同步且等量进行的。

关键词：固态堆芯高温 316H不锈钢蠕变

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