检索结果-内蒙古大学图书馆

核动力工程 2022年第3期43卷 220-225页

作者：刘孟龙王浩煜周毅朱发文袁攀黄山邓霜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

对典型的研究堆燃料组件碰撞过程结构响应特性进行了数值模拟研究,分析了在碰撞过程中燃料组件应力响应特性、燃料元件定位结构的承载特征以及填充缓冲材料对燃料组件碰撞的保护效果。研究发现:在碰撞过程中燃料元件端部附近有明显的应... 详细信息

对典型的研究堆燃料组件碰撞过程结构响应特性进行了数值模拟研究,分析了在碰撞过程中燃料组件应力响应特性、燃料元件定位结构的承载特征以及填充缓冲材料对燃料组件碰撞的保护效果。研究发现:在碰撞过程中燃料元件端部附近有明显的应力集中现象,增加燃料元件端部包壳长度可避免应力集中对芯体产生影响;燃料元件端部定位结构承受的载荷显著大于中部,加强端部定位结构的强度可提升燃料组件承载能力;缓冲材料在碰撞过程中对燃料组件具有良好的吸能保护功能,同时能平缓碰撞中的动能变化以及碰撞后的结构振动。

关键词：燃料组件碰撞分析研究堆定位结构缓冲材料

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超临界二氧化碳冷却反应堆空泡反应性研究

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原子能科学技术 2023年第9期57卷 1699-1705页

作者：刘旻昀崔容益赵星宇韩文斌黄善仿黄彦平中国核动力研究设计院中核核反应堆热工水力技术重点实验室四川成都610213 清华大学工程物理系北京100084 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四川成都610213

由于二氧化碳本身的慢化能力较弱,因此超临界二氧化碳冷却反应堆通常具有较硬的能谱,在冷却剂丧失事故发生时容易出现由正反应性反馈引入的安全问题。本文针对超临界二氧化碳反应堆的能谱特点,提出了描述其中子循环过程的三因子公式,并... 详细信息

由于二氧化碳本身的慢化能力较弱,因此超临界二氧化碳冷却反应堆通常具有较硬的能谱,在冷却剂丧失事故发生时容易出现由正反应性反馈引入的安全问题。本文针对超临界二氧化碳反应堆的能谱特点,提出了描述其中子循环过程的三因子公式,并将冷却剂丧失对反应性的影响拆分为能谱项和泄漏项,作为进一步研究的理论依据。基于蒙特卡罗模拟方法,对美国麻省理工大学提出的超临界二氧化碳冷却反应堆堆设计方案进行了建模计算和验证,分析了径向反射层、添加慢化材料的影响。研究结果表明:超临界二氧化碳反应堆的设计需要注重能谱的软化与合理的堆芯几何设计,通过分区设置慢化材料的方案可以展平通量、软化能谱,同时降低冷却剂丧失事故引入的反应性;以超临界二氧化碳作为反射层材料,可以通过增大冷却剂丧失事故时的泄漏率在保证中子经济性的同时实现较低的空泡反应性;在进行超临界二氧化碳反应堆设计时,需综合考虑空泡反应性随燃耗的变化,并可以通过优化燃料核素组成来降低空泡反应性。

关键词：超临界二氧化碳反应堆冷却剂丧失事故空泡反应性气冷快堆

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超临界二氧化碳环境中600合金和304不锈钢的均匀腐蚀行为研究

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核动力工程 2023年第1期44卷 89-96页

作者：刘珠龙家琛郭相龙苏豪展王鹏段振刚马赵丹丹张乐福上海交通大学机械与动力工程学院上海200240 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 中国核动力研究设计院反应堆燃料及材料重点实验室成都610213

为遴选可用于超临界二氧化碳核反应堆的结构材料,通过实验研究了应用于传统核反应堆中的两种合金(600合金和304不锈钢)在650℃、20 MPa的超临界二氧化碳环境中的均匀腐蚀行为,运用增重法评价了材料的腐蚀动力学规律,采用扫描电镜、能谱... 详细信息

为遴选可用于超临界二氧化碳核反应堆的结构材料,通过实验研究了应用于传统核反应堆中的两种合金(600合金和304不锈钢)在650℃、20 MPa的超临界二氧化碳环境中的均匀腐蚀行为,运用增重法评价了材料的腐蚀动力学规律,采用扫描电镜、能谱仪和X射线衍射仪分析了氧化膜形貌、结构和化学成分。结果表明,两种材料的腐蚀增重均服从抛物线生长规律,其中600合金的耐腐蚀性能优于304不锈钢;腐蚀500 h后,600合金表面氧化物厚度约为5μm,主要成分为NiCr_(2)O_(4),结构致密,具有保护性,其氧化膜及基体中均未发现明显渗碳行为;腐蚀500 h后,304不锈钢表面氧化膜可达约45μm,为双层结构,外层为Fe_(3)O_(4),内层为NiFeCrO_(4),结构疏松,发生显著渗碳现象。本研究揭示了上述材料在超临界二氧化碳中的腐蚀机理,为超临界二氧化碳核反应堆结构材料的选择提供了数据支持。

关键词：超临界二氧化碳 600合金 304不锈钢均匀腐蚀渗碳

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弥散型燃料裂变产物释放行为分析研究

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核动力工程 2022年第4期43卷 60-64页

作者：田超景福庭夏明明黄迁明刘嘉嘉肖锋吕焕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

为了获得弥散型燃料裂变产物向一回路冷却剂的释放特性,开展了弥散型燃料裂变产物释放行为研究,开发了适用于弥散型燃料的裂变产物源项计算程序,并对裂变产物源项进行了影响分析。结果表明:沾污铀和起泡破损后裂变产物的核素谱存在一定... 详细信息

为了获得弥散型燃料裂变产物向一回路冷却剂的释放特性,开展了弥散型燃料裂变产物释放行为研究,开发了适用于弥散型燃料的裂变产物源项计算程序,并对裂变产物源项进行了影响分析。结果表明:沾污铀和起泡破损后裂变产物的核素谱存在一定差异;裂变产物的释放与起泡当量直径的平方成正比;对于弥散型燃料而言,起泡破损中通过反冲释放的占比较低;相同破口条件下的弥散型和陶瓷型燃料中裂变产物的释放存在量级的差别。本文开发的程序能够用于分析弥散型燃料的裂变产物源项,为后续相关研究工程设计奠定基础。

关键词：弥散型燃料裂变产物源项起泡破损

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基于交互作用积分的异种金属焊接区域裂纹扩展模拟方法

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原子能科学技术 2024年第5期58卷 1109-1118页

作者：白晓明熊夫睿谢海石凯凯于新洋于红军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 哈尔滨工业大学航天科学与力学系黑龙江哈尔滨150001

核电厂中存在大量的异种金属焊接区域,该区域内裂纹扩展的合理评价与核电厂安全运行密切相关。由于焊接区域材料具有显著的非均匀特点,传统的J积分理论在该区域不再具有守恒性,同时大量的运行经验反馈表明,在焊接区域裂纹扩展呈现出明... 详细信息

核电厂中存在大量的异种金属焊接区域,该区域内裂纹扩展的合理评价与核电厂安全运行密切相关。由于焊接区域材料具有显著的非均匀特点,传统的J积分理论在该区域不再具有守恒性,同时大量的运行经验反馈表明,在焊接区域裂纹扩展呈现出明显的偏折现象,传统基于Ⅰ型裂纹扩展的分析方法不再适用。为解决上述问题,本文建立了基于交互作用积分理论的异种金属焊接区域裂纹扩展模拟方法。通过交互作用积分的引入,能够准确计算焊接区域复合型裂纹的应力强度因子,采用最大周向应力等裂纹扩展准则后,能够快速实现裂纹扩展路径的预测。通过将本文方法与实验结果和解析解进行对比分析,验证了当前方法的精度和有效性。该方法的建立对焊接区域裂纹扩展模拟及核电设备安全分析评价具有重要意义。

关键词：异种金属焊接交互作用积分有限元方法裂纹扩展路径

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大晶粒UO_(2)燃料芯块性能研究进展

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材料导报 2022年第4期36卷 1-8页

作者：庞华辛勇岳慧芳彭航蒲曾坪邱玺孙志鹏刘仕超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

大晶粒UO_(2)芯块相比于传统UO_(2)芯块而言,具有更低的辐照肿胀、更低的裂变气体释放量以及优异的抗芯块-包壳相互作用的能力。大晶粒UO_(2)芯块作为高燃耗、长换料周期新型燃料具有很大的应用潜力,近年来受到越来越多的关注。国内外... 详细信息

大晶粒UO_(2)芯块相比于传统UO_(2)芯块而言,具有更低的辐照肿胀、更低的裂变气体释放量以及优异的抗芯块-包壳相互作用的能力。大晶粒UO_(2)芯块作为高燃耗、长换料周期新型燃料具有很大的应用潜力,近年来受到越来越多的关注。国内外学者针对大晶粒UO_(2)芯块开展了大量的研究,包括芯块的微观结构、烧结特性以及辐照行为等,结果表明,大晶粒UO_(2)芯块在高燃耗和长换料周期条件下表现出优异的堆内性能,在提高压水堆核电站的经济性的同时,可以有效提高其安全性。近年来,研究人员针对大晶粒UO_(2)芯块在欧洲、美国、俄罗斯和中国等国开展了大量的堆内辐照考验,考验的环境包括压水堆、沸水堆和高温堆等。对大晶粒UO_(2)芯块堆内、外性能的相关研究,为芯块制备、堆内性能预测、反应堆燃料元件设计以及燃料元件工业化生产提供了支撑。本文根据国内外关于大晶粒UO_(2)燃料芯块的研究进展,系统总结了大晶粒UO_(2)芯块微观结构、堆外热-力学性能、大晶粒UO_(2)芯块堆内行为,介绍了不同掺杂类型大晶粒UO_(2)芯块的性能,分析了大晶粒UO_(2)燃料元件行为,并指出了大晶粒UO_(2)芯块应用所面临的问题。

关键词：大晶粒二氧化铀堆内性能力学性能微观结构

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螺旋十字型燃料棒中子物理及热工水力性能分析

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核动力工程 2023年第S01期44卷 69-74页

作者：张涛韩文斌申鹏飞黄善仿王侃清华大学工程物理系北京100084 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610213

为分析螺旋十字型燃料棒的中子物理及热工水力性能,使用基于计算机辅助设计(CAD)几何的反应堆蒙特卡罗程序RMC和商用计算流体力学(CFD)软件Fluent对螺旋十字型燃料棒进行数值模拟,并与传统圆柱型和无扭转十字型燃料棒进行对比。结果表明... 详细信息

为分析螺旋十字型燃料棒的中子物理及热工水力性能,使用基于计算机辅助设计(CAD)几何的反应堆蒙特卡罗程序RMC和商用计算流体力学(CFD)软件Fluent对螺旋十字型燃料棒进行数值模拟,并与传统圆柱型和无扭转十字型燃料棒进行对比。结果表明,螺旋十字型结构会略微降低反应性,增大径向功率峰因子;相较于圆柱型燃料棒,螺旋十字型燃料棒由于存在横向流动,能增强冷却剂交混,提升换热能力,在七棒束组件计算中,螺旋十字型燃料棒的平均温度和峰值温度都降低了约4 K。

关键词：螺旋十字型燃料棒蒙特卡罗方法计算流体力学(CFD) 流动换热特性

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高燃耗下UN-FeCrAl燃料元件稳态及瞬态热力学性能分析

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核动力工程 2022年第6期43卷 227-231页

作者：何梁秋博文邬周志张坤陈平高士鑫胡超邢硕范航王严培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

UN-FeCrAl燃料元件作为耐事故燃料高燃耗应用的主要方案之一,需要评价其在高燃耗下的热力学性能。本研究基于FUPAC软件对UN-FeCrAl燃料元件在燃耗68000 MW·d·t^(-1)(U)下的稳态和瞬态热力学性能进行了预测。分析结果表明,稳... 详细信息

UN-FeCrAl燃料元件作为耐事故燃料高燃耗应用的主要方案之一,需要评价其在高燃耗下的热力学性能。本研究基于FUPAC软件对UN-FeCrAl燃料元件在燃耗68000 MW·d·t^(-1)(U)下的稳态和瞬态热力学性能进行了预测。分析结果表明,稳态工况下UN-FeCrAl燃料元件热力学性能表现良好;瞬态下UN燃料的芯块中心温度最高仅为862℃,可满足芯块温度设计要求,但FeCrAl包壳的瞬态应力最大将达到459 MPa,且瞬态应变量相比于稳态应变量最大增加了0.23%,这可能会使FeCrAl包壳面临瞬态应力和瞬态应变准则超限的风险。因此后续研究应重点关注FeCrAl包壳的瞬态应力和瞬态应变性能。

关键词：耐事故燃料 UN燃料 FeCrAl包壳热力学性能

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基于“全局-局部”搜索的核反应堆运行孪生反问题求解

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原子能科学技术 2024年第7期58卷 1424-1431页

作者：龚禾林洪历展赵文博王江宇廖鸿宽李天涯钟旻霄李庆陈长上海交通大学巴黎卓越工程师学院上海200240 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

反应堆运行孪生在反应堆运行过程中为反应堆提供实时的参数和物理场估计,为后续相关安全参数计算提供输入。反问题求解是反应堆运行孪生的核心模块,是确保运行孪生参数和物理场估计的实时性和准确性的关键。当前的运行孪生反问题求解方... 详细信息

反应堆运行孪生在反应堆运行过程中为反应堆提供实时的参数和物理场估计,为后续相关安全参数计算提供输入。反问题求解是反应堆运行孪生的核心模块,是确保运行孪生参数和物理场估计的实时性和准确性的关键。当前的运行孪生反问题求解方法依赖于初始参数的估计,其估计精度直接决定数字孪生的精度。为了提高运行孪生反问题求解精度和计算效率,本文提出了“全局-局部”搜索(GLS)的反问题求解方法。对基于华龙一号构建的反应堆运行孪生进行了测试,考察了观测量无噪声和有噪声时反问题求解的精度和计算效率。结果表明,此方法可为反应堆运行孪生提供实时准确的参数和物理场估计,为工程实践打下了基础。

关键词：反应堆运行孪生反问题模型降阶华龙一号

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输流管网流致振动特性数值模拟研究

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核动力工程 2022年第1期43卷 187-191页

作者：刘诗文赫荣辉杨钊王嘉瑞陈爽赖建永李毅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

为研究管路系统流质振动特性以优化管路设计,本文以典型输液管网系统为对象,基于Ansys Workbench平台开展了不同流体激励下的管路双向流固耦合模拟计算,获得了管路结构流致振动特性,分析讨论了激励类型、介质温度、流场结构及结构固有... 详细信息

为研究管路系统流质振动特性以优化管路设计,本文以典型输液管网系统为对象,基于Ansys Workbench平台开展了不同流体激励下的管路双向流固耦合模拟计算,获得了管路结构流致振动特性,分析讨论了激励类型、介质温度、流场结构及结构固有频率对管内流致振动特性的影响。结果表明,脉动流量激励下的管路结构振幅显著大于恒定流量激励下的结构振幅,当流体激励频率较接近管路结构固有频率时,结构和流体将趋于共振,导致结构振动加剧。通过在管道适当位置施加约束支撑,使结构固有频率远离流体激励频率,可有效减小管道的振动。此外,介质温度和流速对结构振幅有较大影响。

关键词：流体激励输流管网双向流固耦合流致振动 Ansys Workbench

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