检索结果-内蒙古大学图书馆

核动力工程 2022年第6期43卷 222-226页

作者：廖玮夏榜样余红星李文杰穆克亮张丰收中国核动力研究设计院成都610213 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

实现超高快中子通量是世界先进研究堆的重要发展方向,对于加快第四代先进核能系统燃料及材料创新发展具有重要意义。本文从先进核能堆内结构材料与核燃料的辐照考验、长反应链超钚元素生产等角度,初步分析了我国建设超高通量快中子研究... 详细信息

实现超高快中子通量是世界先进研究堆的重要发展方向,对于加快第四代先进核能系统燃料及材料创新发展具有重要意义。本文从先进核能堆内结构材料与核燃料的辐照考验、长反应链超钚元素生产等角度,初步分析了我国建设超高通量快中子研究堆的必要性。在此基础上,确定了超高通量快中子研究堆的堆芯最大中子注量率及其冷却剂,给出了反应堆主要参数及冷却剂流动方案。反应堆热功率为200 MW,冷却剂为铅铋合金,最大中子注量率大于10^(16)cm^(−2)·s^(−1)。

关键词：超高通量快中子研究堆需求分析

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基于非平衡相变的超临界二氧化碳离心压缩机气动性能分析

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工程热物理学报 2024年第9期45卷 2631-2639页

作者：黄哲杨雯梁铁波沈昕欧阳华杜朝辉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 上海非碳基能源转换与利用研究院上海200240

作为超临界二氧化碳(SCO_(2))布雷顿循环的核心动力部件,准确分析近临界工况下压缩机的气动热力性能及损失特性对循环的高效运行至关重要。SCO_(2)压缩机在近临界点工作时易发生凝结,且凝结过程具有非平衡性,因此本文建立了基于欧拉–... 详细信息

作为超临界二氧化碳(SCO_(2))布雷顿循环的核心动力部件,准确分析近临界工况下压缩机的气动热力性能及损失特性对循环的高效运行至关重要。SCO_(2)压缩机在近临界点工作时易发生凝结,且凝结过程具有非平衡性,因此本文建立了基于欧拉–欧拉源项的SCO_(2)非平衡冷凝模型,并与平衡冷模型对比,评估了非平衡冷凝过程对SCO_(2)离心压缩机气动热力性能的影响。结果表明,非平衡冷凝模型对压缩机效率预测的结果更加准确;此外,非平衡的冷凝过程将导致压缩机的实际进口流量增加并使压缩机更快到达近喘振工况。

关键词：超临界二氧化碳离心压缩机非平衡相变数值分析气动性能

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腐蚀对微结构金属试样表面沸腾换热特性的影响研究

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核技术 2023年第6期46卷 145-150页

作者：欧阳琨许巍刘晓晶何晓强上海交通大学核科学与工程学院上海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

大量现有研究表明,使用合适的表面改性方法能够强化沸腾换热效果,使其在压水堆内有着广阔的潜在应用前景。但对于堆内高温高压碱性环境,这种强化换热效果能否长时间维持却鲜有研究。使用激光加工的方式,在不锈钢板状试样表面分别加工微... 详细信息

大量现有研究表明,使用合适的表面改性方法能够强化沸腾换热效果,使其在压水堆内有着广阔的潜在应用前景。但对于堆内高温高压碱性环境,这种强化换热效果能否长时间维持却鲜有研究。使用激光加工的方式,在不锈钢板状试样表面分别加工微槽、微孔、微柱三种微结构,将试样置于模拟实际堆内工况的高温高压反应釜中开展长达200 d的腐蚀实验,并对腐蚀前后试样进行池式沸腾实验与可视化研究。结果表明:三种微结构试样表面临界热流密度(Critical Heat Flux,CHF)均随腐蚀时间的增加先升高后降低,其中微孔试样在核态沸腾起始有着最大的气泡生成速率,微槽试样有着最高的CHF。

关键词：腐蚀表面改性沸腾换热微结构可视化

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过滤器连接螺栓断裂失效分析

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科学技术与工程 2024年第8期24卷 3180-3185页

作者：黄思语李晴朝唐源付国忠刘彦霆唐健凯吴昊中国核动力研究设计院核反应堆系统设计重点实验室成都610213

某防喷器油路过滤器SCM435连接螺栓在使用过程中发生断裂,造成过滤器无法正常工作。为查找连接螺栓失效原因,采用金相显微镜、拉伸试验机、冲击试验机、显微硬度计、扫描电子显微镜和能谱仪等测试手段,研究断裂和未断裂螺栓的显微组织... 详细信息

某防喷器油路过滤器SCM435连接螺栓在使用过程中发生断裂,造成过滤器无法正常工作。为查找连接螺栓失效原因,采用金相显微镜、拉伸试验机、冲击试验机、显微硬度计、扫描电子显微镜和能谱仪等测试手段,研究断裂和未断裂螺栓的显微组织、化学成分、硬度、力学性能和断口形貌。结果表明:断裂和未断裂螺栓的组织均为回火索氏体和铁素体,断裂螺栓夹杂物较多,碳含量偏高,断裂螺栓的硬度和力学性能均低于未断裂螺栓。断裂螺栓断口在平行和斜45°的两个断面,表现为韧性断裂和脆性断裂的混合断裂形式,断裂源起源于内部。可见断裂螺栓是由于内部的碳化物等脆性相的不均匀分布,在持续外力作用下,优先形成裂纹源,随着裂纹的扩展而导致螺栓最终断裂。

关键词：连接螺栓断裂失效显微组织力学性能

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压水堆燃料棒包壳表面氧化腐蚀产物沉积生长预测模型

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核动力工程 2023年第5期44卷 210-215页

作者：陈佳杰刘晓晶杜思佳王嘉庚何辉上海交通大学核科学与工程学院上海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

为建立压水堆燃料棒包壳表面氧化腐蚀产物沉积层(CRUD)厚度的预测方法,本文以典型压水堆一回路为研究对象,针对压水堆内水化学和物理条件对CRUD沉积的影响,建立了CRUD沉积生长模型。模型预测结果与Sizewell B核电厂实际运行数据相比具... 详细信息

为建立压水堆燃料棒包壳表面氧化腐蚀产物沉积层(CRUD)厚度的预测方法,本文以典型压水堆一回路为研究对象,针对压水堆内水化学和物理条件对CRUD沉积的影响,建立了CRUD沉积生长模型。模型预测结果与Sizewell B核电厂实际运行数据相比具有相同的生长量级和趋势,可用于压水堆燃料棒包壳CRUD沉积行为的定量预测。在此基础上,本文研究了热流密度、H_(2)浓度以及Li^(+)浓度对腐蚀产物生长的影响,结果表明:燃料元件表面非沸腾段CRUD厚度受热流密度变化的影响较小,而沸腾段CRUD厚度随热流密度上升而增加;CRUD厚度随着系统H_(2)浓度的提高而增加;提高系统内Li浓度有助于抑制氧化腐蚀产物的沉积。

关键词：压水堆燃料棒包壳氧化腐蚀产物沉积层(CRUD) 沉积生长模型

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动态载荷下奥氏体不锈钢管道LBB环向贯穿裂纹稳定性实验及理论分析方法研究

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核动力工程 2022年第2期43卷 133-137页

作者：何风姚迪王新军李一磊白晓明熊夫睿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工程研究所成都610213

管道环向贯穿裂纹是否稳定是评判管道是否满足破前漏(LBB)设计准则的标准之一,为确保LBB技术安全可靠,对管道环向贯穿裂纹在动态载荷下的稳定性进行实验研究。采用水平冲击机对含环向贯穿裂纹的管道依次进行加载速度为1.22、2、3、4 m/... 详细信息

管道环向贯穿裂纹是否稳定是评判管道是否满足破前漏(LBB)设计准则的标准之一,为确保LBB技术安全可靠,对管道环向贯穿裂纹在动态载荷下的稳定性进行实验研究。采用水平冲击机对含环向贯穿裂纹的管道依次进行加载速度为1.22、2、3、4 m/s的高温不带运行压力的冲击实验,以获得各应变率下的实验极限载荷值,并与工程理论分析计算结果进行比较。分析表明:奥氏体不锈钢管道环向贯穿裂纹在动态载荷下的失效模式为塑性失稳;经实验验证,在工程中对承受动态载荷的奥氏体不锈钢管道进行LBB分析时,采用美国核管会标准审查大纲3.6.3破前漏评估程序(SRP 3.6.3)中的极限载荷理论分析方法具有较高的工程安全性,若同时选用准静态下的材料力学性能,则工程安全性更高。

关键词：奥氏体不锈钢管道环向贯穿裂纹裂纹稳定性动态载荷冲击实验极限载荷

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U-10Mo/Al燃料组件堆内辐照-热流固耦合行为研究

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核动力工程 2023年第S02期44卷 11-16页

作者：袁攀王浩煜黄山刘孟龙岳题任全耀秦勉郑乐乐郭子萱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U-10Mo/Al燃料组件堆内辐照变形对其机械行为和热工水力行为特性的影响,基于辐照-热流固耦合分析方法,通过将非均匀辐照条件引入到燃料组件辐照-热力耦合行为的三维有限元模拟中,开展了U-10Mo/Al燃料组件堆内辐照环境下的机械和... 详细信息

为研究U-10Mo/Al燃料组件堆内辐照变形对其机械行为和热工水力行为特性的影响,基于辐照-热流固耦合分析方法,通过将非均匀辐照条件引入到燃料组件辐照-热力耦合行为的三维有限元模拟中,开展了U-10Mo/Al燃料组件堆内辐照环境下的机械和热工水力行为研究,计算分析了辐照条件下燃料组件随时间和空间变化的结构力学场和温度场的分布和演化规律。研究结果表明,U-10Mo/Al燃料组件在流场、温度场、机械力学的耦合作用下展现出典型的机械变形行为,支撑板和燃料元件均产生一定程度的弯曲;燃料组件的温度场表现出典型的非均匀空间分布特性,温度峰值出现在燃料元件肿胀量最大的位置;燃料芯体边角区域包壳、芯体的应力整体高于中心区域和支撑板。

关键词：燃料组件辐照效应热流固耦合机械变形热工水力

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一回路氮气稳压系统瞬态模拟研究

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核动力工程 2022年第3期43卷 33-37页

作者：闫新龙李毅罗涵禹田野中国核动力研究设计院成都610213 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

基于氮气稳压基本原理,采用集总参数法开发了氮气稳压系统瞬态模拟程序,该模型突破了现有独立稳压器模型的局限,实现了一回路系统与氮气稳压器的直接耦合,并采用浮动式核电站氮气稳压系统试验数据对程序进行了验证。在此基础上,提出了... 详细信息

基于氮气稳压基本原理,采用集总参数法开发了氮气稳压系统瞬态模拟程序,该模型突破了现有独立稳压器模型的局限,实现了一回路系统与氮气稳压器的直接耦合,并采用浮动式核电站氮气稳压系统试验数据对程序进行了验证。在此基础上,提出了一种基于敏感性分析的氮气稳压系统设计方法,与现有设计方法相比,该设计方法可以得到氮气稳压系统的优化配置方案,同时通过适配性设计,可以确保氮气稳压系统在启动过程中,压力不超过一回路系统温度压力限制曲线。

关键词：反应堆氮气稳压瞬态模拟冷启动

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锆合金燃料包壳Cr基涂层的微观结构及微动磨损性能

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中国表面工程 2025年

作者：余建国李正阳宁闯明余施佳蔡振兵西南交通大学摩擦学研究所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

压水堆（Pressurized water reactors， PWRs）内流致振动（Flow induced vibration， FIV）导致的定位格架与燃料棒之间的微动磨损（Grid-to-rod fretting， GTRF）是压水堆燃料包壳失效的主要原因，它可能导致燃料包壳破损，进而引发... 详细信息

压水堆（Pressurized water reactors， PWRs）内流致振动（Flow induced vibration， FIV）导致的定位格架与燃料棒之间的微动磨损（Grid-to-rod fretting， GTRF）是压水堆燃料包壳失效的主要原因，它可能导致燃料包壳破损，进而引发放射性物质泄漏等一系列严重事故的发生。Cr基涂层作为事故容错燃料（Accident tolerant fuel， ATF）包壳最有发展前景的候选涂层之一，其微动磨损性能研究对于提升核反应堆的安全性、效率和应对复杂服役环境挑战具有重要意义。采用磁控溅射工艺在锆合金表面制备了Cr、CrN、CrAlN和CrAlSiN等四种涂层，分析了涂层的微观结构和物相组成。开展微动磨损试验，探究了锆合金及不同涂层的微动磨损性能及磨损机理。结果表明：不同涂层表面有金属熔滴形成的颗粒物，表面结构致密且硬度相较于锆合金基体更高，其中，CrN涂层表面最为光滑，粗糙度仅为0.10 μm。不同涂层的磨损深度及磨损率相较于锆合金均显著降低，CrN涂层和CrAlSiN涂层磨损程度近似且最轻，其磨损率约为锆合金的1/7，磨损深度约为锆合金的1/5。综合该两种涂层的表面完整性及耐磨损性能，CrN涂层更优。锆合金磨损机制主要为粘着磨损、磨粒磨损和腐蚀磨损，而不同涂层的磨损机制主要为磨粒磨损和腐蚀磨损。以上研究成果对于提升ATF材料性能、揭示磨损机制以及推动技术创新与应用的起到重要作用。

关键词： Cr基涂层锆合金微观结构微动磨损磨损机理

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堵流条件下矩形并联通道非均匀流动传热模拟方法研究

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核动力工程 2023年第S01期44卷 1-8页

作者：陈佳跃王泽锋王啸宇陈焕栋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成都610213

为建立矩形并联通道非均匀流动传热模拟方法,针对板型燃料元件的安全分析提供新的模拟方法和工具,本研究采用一维两流体模型和燃料元件二维导热模型开发热工水力瞬态分析程序,对堵流条件下非均匀流动传热进行模拟。通过数值模拟得到不... 详细信息

为建立矩形并联通道非均匀流动传热模拟方法,针对板型燃料元件的安全分析提供新的模拟方法和工具,本研究采用一维两流体模型和燃料元件二维导热模型开发热工水力瞬态分析程序,对堵流条件下非均匀流动传热进行模拟。通过数值模拟得到不同堵流工况下流量分配和燃料温度分布,此外对4种不同功率分布下燃料元件二维导热效应进行研究。研究结果表明,堵流后并联通道流量和传热量将重新分配,二维导热模型使燃料元件截面温度场分布更均匀。本文开发的热工水力瞬态分析程序能够用于板型燃料元件非均匀流动传热现象的模拟。

关键词：板型燃料堵流矩形通道并联通道

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