检索结果-内蒙古大学图书馆

核动力工程 2024年第1期45卷 156-163页

作者：张艺璇徐奇伟唐健凯刘彦霆黄思语罗凌雁重庆大学输变电装备技术全国重点实验室重庆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

目前编码式棒位探测器存在线圈数量多、结构复杂、测量精度粗略、可靠性差等诸多问题,严重阻碍了反应堆小型化的发展。本文提出一种新型自感式棒位探测器,采用四段等长度、A与B组线圈双匝并绕的探测结构,其中两组线圈相互独立,利用线圈... 详细信息

目前编码式棒位探测器存在线圈数量多、结构复杂、测量精度粗略、可靠性差等诸多问题,严重阻碍了反应堆小型化的发展。本文提出一种新型自感式棒位探测器,采用四段等长度、A与B组线圈双匝并绕的探测结构,其中两组线圈相互独立,利用线圈电感随驱动杆移动的线性变化来实现连续棒位测量。通过量化驱动杆上的磁趋肤效应,推导基于涡流效应的自感式棒位探测器数学模型;搭建有限元仿真模型验证数学模型的准确性,研究驱动杆温升、探测线圈关键结构参数对探测器测量精度的影响,发现不同温升下线圈电感变化由驱动杆相对磁导率和电导率共同作用,线圈匝数增加有利于提高线圈电感变化量,线圈间距增加使线圈电感灵敏度先增加后减小,结合上述规律优化探测器结构;制造样机完成试验验证,结果表明两组线圈均具有0.14 mH/10 mm的电感分辨率,可实现10 mm的位移辨识精度。本研究可以为自感式棒位探测器在小型核反应堆中的应用提供参考。

关键词：反应堆棒位探测器涡流效应电感解析计算

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基于DPM方法的安全壳内气溶胶输运特性初步研究

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核动力工程 2024年第6期45卷 290-296页

作者：王雨晴翁炎运倪木一邓理邻谭怡张明昊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

核电厂在正常运行和发生严重事故时,气溶胶是放射性物质的主要泄漏途径。本文基于流体仿真软件FLUENT中欧拉-拉格朗日方法的离散相模型(DPM),针对铅基堆安全壳内气溶胶输运特性开展数值模拟研究。模拟结果显示静止流场中气溶胶小粒径颗... 详细信息

核电厂在正常运行和发生严重事故时,气溶胶是放射性物质的主要泄漏途径。本文基于流体仿真软件FLUENT中欧拉-拉格朗日方法的离散相模型(DPM),针对铅基堆安全壳内气溶胶输运特性开展数值模拟研究。模拟结果显示静止流场中气溶胶小粒径颗粒受布朗力的驱动在不同壁面的沉降数量分布较均匀;大粒径颗粒受重力的驱动在不同壁面的沉降数量分布不均匀。同时,以PHEBUS FP T0实验的沉降阶段作为基准工况,验证了模型方法在安全壳环境下的适用性与准确性。最后,基于安全壳的二维轴对称简化模型,模拟了反应堆正常运行工况下从堆芯表面到安全壳中的气溶胶迁移和沉降过程。研究发现,在正常运行工况下,粒径0.1μm的气溶胶会随流线进行大范围的迁移并在安全壳上壁面和竖直壁面的交界附近被捕获,粒径3μm和10μm的气溶胶会滞留在安全壳下壁面附近或沉降到安全壳下壁面。基于本模型研究得到的初步结论,可为后续开展的气溶胶受力分析实验和安全壳内气溶胶迁移实验提供参考。

关键词：气溶胶离散相模型(DPM) 安全壳压水堆铅基堆

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基于MPS方法的射流破裂正交实验及其模型研究

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核动力工程 2024年第4期45卷 181-189页

作者：彭程孟显品邓坚上海电力大学能源与机械工程学院上海200090 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

为了研究堆芯熔融物射流破裂过程中射流破裂长度的主要影响因素及其作用程度评级,基于正交实验法设计了3因素5水平的25组实验,采用移动粒子半隐式仿真(MPS)得到各工况下的射流破裂长度,并对模拟结果进行极差与方差分析,结果表明,影响射... 详细信息

为了研究堆芯熔融物射流破裂过程中射流破裂长度的主要影响因素及其作用程度评级,基于正交实验法设计了3因素5水平的25组实验,采用移动粒子半隐式仿真(MPS)得到各工况下的射流破裂长度,并对模拟结果进行极差与方差分析,结果表明,影响射流破裂长度的主要因素为射流与冷却剂密度比、射流速度和射流直径,三者的显著性均为二级(**),在同级别中的作用程度大小依次为:射流速度>射流与冷却剂密度比>射流直径。在此基础上使用模拟数据拟合出了新的预测射流破裂长度经验关系式,当射流与冷却剂密度比为1.1~13.6时,该关系式的预测误差控制在±30%范围内。

关键词：射流破裂长度影响因素正交实验经验关系式

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气冷堆用棱柱型弥散微封装燃料性能分析及优化研究

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核动力工程 2022年第2期43卷 89-95页

作者：赵波李权李垣明黄永忠马强粟敏刘振海齐飞鹏马超陈浩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

棱柱型弥散微封装燃料是将三重各向同性包覆(TRISO)燃料颗粒弥散于金属或陶瓷基体形成的颗粒增强复合燃料,具有良好的结构稳定性、裂变产物包容能力和辐照稳定性,是高温气冷堆中较具发展前景的燃料形式之一。本文提出将TRISO燃料颗粒弥... 详细信息

棱柱型弥散微封装燃料是将三重各向同性包覆(TRISO)燃料颗粒弥散于金属或陶瓷基体形成的颗粒增强复合燃料,具有良好的结构稳定性、裂变产物包容能力和辐照稳定性,是高温气冷堆中较具发展前景的燃料形式之一。本文提出将TRISO燃料颗粒弥散于SiC基体的棱柱型弥散微封装燃料设计方案,并基于有限元分析软件COMSOL建立了该燃料元件三维热流固耦合分析模型,初步实现了该燃料元件性能分析和优化设计。结果表明,棱柱型弥散微封装燃料元件的温度最大值位于燃料元件外侧,应力峰值位于冷却剂通道壁面,边距比为0.76~0.84、孔距比为0.68~0.75时燃料元件热应力最小。本文建立的棱柱型弥散微封装燃料性能分析方法和研究结论,可为后续该型气冷堆燃料元件设计提供指导和参考。

关键词：棱柱型弥散微封装燃料 COMSOL 热流固耦合优化

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基于机器学习的淬冷沸腾最小膜态沸腾温度预测和灵敏度分析研究

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核动力工程 2024年第4期45卷 69-76页

作者：张军权邓坚罗彦卢涛北京化工大学机电工程学院北京100029 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

淬冷沸腾广泛应用于核反应堆失水事故后燃料棒的冷却过程中,最小膜态沸腾温度(T_(min))的确定对核反应堆的安全运行至关重要。本文基于文献的实验数据,选用了3种典型机器学习模型:随机森林(RF)、人工神经网络(ANN)和极端梯度提升(XGBoos... 详细信息

淬冷沸腾广泛应用于核反应堆失水事故后燃料棒的冷却过程中,最小膜态沸腾温度(T_(min))的确定对核反应堆的安全运行至关重要。本文基于文献的实验数据,选用了3种典型机器学习模型:随机森林(RF)、人工神经网络(ANN)和极端梯度提升(XGBoost),对淬冷沸腾T_(min)进行预测和影响因素灵敏度分析研究。结果表明,机器学习方式能够有效提高淬冷沸腾T_(min)预测的准确性,其预测性能相较于传统的经验关联式有大幅提升,其中RF模型预测效果最优,决定系数R^(2)为0.9770;通过结合RF模型和Sobol’全局灵敏度方法,得到对淬冷沸腾T_(min)影响最大的参数为冷却剂过冷度,其次为初始壁温,长径比、压力、热物性对其影响较小。本文研究成果将为提高核反应堆的安全性提供理论指导。

关键词：淬冷沸腾最小膜态沸腾温度机器学习全局灵敏度

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三维燃料棒精细化模拟软件FUPAC3D与FUPAC的对比验证研究

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核动力工程 2022年第4期43卷 46-52页

作者：王严培刘振海齐飞鹏唐昌兵张坤周毅王鹏余霖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

为验证基于三维有限元分析平台建立的三维燃料棒精细化模拟软件FUPAC3D在分析评价压水堆燃料棒辐照-热-力耦合行为方面的能力和精度,本文给出了三维FUPAC3D软件采用的热学模型、燃料棒力学模型、裂变气体释放模型以及腐蚀模型,以华龙一... 详细信息

为验证基于三维有限元分析平台建立的三维燃料棒精细化模拟软件FUPAC3D在分析评价压水堆燃料棒辐照-热-力耦合行为方面的能力和精度,本文给出了三维FUPAC3D软件采用的热学模型、燃料棒力学模型、裂变气体释放模型以及腐蚀模型,以华龙一号典型燃料棒参数和运行工况作为输入参数,分别使用三维FUPAC3D软件和已工程化应用的1.5维FUPAC软件进行建模分析,并针对2种软件在芯块和包壳温度、包壳应力与应变、芯块与包壳间间隙宽度的计算结果进行对比研究。研究结果表明,FUPAC3D软件与FUPAC软件具有相当的精度,FUPAC3D软件具备压水堆燃料棒辐照-热-力耦合行为的精细化模拟能力。

关键词：燃料棒三维模拟对比验证

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基于系统程序和Simulink的核测量系统建模和仿真研究

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核动力工程 2024年第S2期45卷 127-132页

作者：罗庭芳黄轲刘轶包超何正熙黄有骏肖凯刘耀隆孙琦高志宇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 海装北京局驻北京地区第六军事代表室北京100076

核测量系统的测量过程具有统计涨落特性,其测量信号是不断变化的。在当前仪控系统仿真分析中,核测量系统模型没有统计涨落特性,难以有效评估核测量系统设计方案的衔接情况和信号波动水平。因此,本文针对核测量系统原理和组成进行研究,... 详细信息

核测量系统的测量过程具有统计涨落特性,其测量信号是不断变化的。在当前仪控系统仿真分析中,核测量系统模型没有统计涨落特性,难以有效评估核测量系统设计方案的衔接情况和信号波动水平。因此,本文针对核测量系统原理和组成进行研究,设计了核测量系统基础部件仿真模型,构建了精细的核测量系统模型。通过启堆过程的仿真分析,表明核测量系统模型仿真产生的信号与启堆过程吻合良好,3个量程相互之间具有超过1个量级的衔接,全过程周期信号稳定。本文提出的核测量系统建模方法能够模拟核测量系统的统计涨落特性,可用于在仪控系统仿真中更全面地体现核测量系统特性,得到更为真实的工况仿真结果。

关键词：核测量系统衔接特性涨落特性仿真

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耐事故燃料用Cr涂层锆合金包壳研究进展

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核技术 2022年第3期45卷 1-12页

作者：段振刚陈平周毅高士鑫焦拥军尹春雨何梁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

2011年日本福岛核事故后,燃料包壳表面涂层技术成为耐事故燃料研发的主要方向之一。国内外对此开展了大量的研究工作。经过10年多的技术探索,Cr涂层包壳从众多涂层方案中脱颖而出,已成为涂层包壳研发主要技术路线。目前国际上Cr涂层包... 详细信息

2011年日本福岛核事故后,燃料包壳表面涂层技术成为耐事故燃料研发的主要方向之一。国内外对此开展了大量的研究工作。经过10年多的技术探索,Cr涂层包壳从众多涂层方案中脱颖而出,已成为涂层包壳研发主要技术路线。目前国际上Cr涂层包壳技术已完成了制备工艺、性能评价及设计准则等研究工作,进入了由技术研发到工程应用的重要转型阶段。梳理国外的研发经验可为我国的Cr涂层研究提供参考。法国和美国在Cr涂层包壳研发中开展了大量的堆内外试验,在工程应用上取得了实质性的突破。因此,本文系统梳理了到目前为止法国和美国在Cr涂层研发方面主要研究内容、研究方法及其未来规划。

关键词： Cr 涂层燃料包壳耐事故燃料核燃料

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表面织构对滑动电接触界面摩擦学行为的影响

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表面技术 2024年第9期53卷 137-147,179页

作者：王东伟李发强黄起昌赵阳丁昊昊中国核动力研究设计院设计研究所核反应堆系统设计技术重点实验室成都610213 西南交通大学机械工程学院成都610031

目的利用表面织构减摩抗磨的优良特性,将其应用于电接触摩擦表面,探讨它对滑动电接触界面摩擦磨损及电接触可靠性的影响。方法利用激光系统制备2种织构,即方坑型表面织构(SPT)和沟槽型表面织构(GT),并与光滑表面的载流摩擦学信号进行对... 详细信息

目的利用表面织构减摩抗磨的优良特性,将其应用于电接触摩擦表面,探讨它对滑动电接触界面摩擦磨损及电接触可靠性的影响。方法利用激光系统制备2种织构,即方坑型表面织构(SPT)和沟槽型表面织构(GT),并与光滑表面的载流摩擦学信号进行对比分析。利用ABAQUS模拟试验,分析界面接触应力、电压和位移的变化特性。结果随着试验的进行,GT表面的摩擦因数逐渐增大,并与光滑表面达到同一水平(0.7),SPT表面的摩擦因数在整个试验过程中始终较低(0.4)。光滑表面在电接触过程中发生了多频振动现象,2种织构表面的振动信号非常微弱,尤其是SPT表面,仅出现了100 Hz的振动频率。光滑表面和GT表面出现较严重的磨损现象,而SPT表面磨损轻微。有限元分析结果表明,表面织构的存在能够避免应力集中现象,GT表面的应力较大(90MPa),且始终分布在沟槽棱边。结论在电接触状态下,2种织构表面均能不同程度地降低界面的摩擦因数和摩擦力,其中SPT表面的减摩降磨效果最显著。GT表面沟槽棱边的损伤和磨屑堆积是导致其逐渐失去减摩效果的主要原因。模拟分析结果证实,SPT表面织构的存在能避免应力集中,有利于改善磨损和降低振动强度。虽然GT表面的最大应力分布也具有时变特征,但是其值较大,且分布在沟槽棱边,导致沟槽织构的减摩效果逐渐减弱。

关键词：表面织构滑动电接触摩擦磨损试验测试有限元分析

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铅冷行波堆反应性变化规律及其影响因素研究

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核动力工程 2022年第4期43卷 206-212页

作者：秦天骄夏榜样李晴李司南张策卢迪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

铅冷行波堆具有安全性好、倒换料周期长、铀资源利用率高等突出优势,是先进核能系统的重点发展方向之一,实现反应性微小变化是铅冷行波堆堆芯方案设计的关键技术问题。本文以热功率700 MW、采用金属燃料的铅冷行波堆物理方案为研究对象... 详细信息

铅冷行波堆具有安全性好、倒换料周期长、铀资源利用率高等突出优势,是先进核能系统的重点发展方向之一,实现反应性微小变化是铅冷行波堆堆芯方案设计的关键技术问题。本文以热功率700 MW、采用金属燃料的铅冷行波堆物理方案为研究对象,重点研究了堆芯点火区及增殖区设计参数变化对有效增殖因子(k_(eff))的影响,分析了全寿期堆芯反应性的变化趋势。数值结果表明:点火区设计参数显著影响堆芯初始k_(eff),点火区的易裂变核素装量越大,初始k_(eff)越大,通过调整点火区在堆芯轴向位置及其燃料富集度可有效降低反应性变化幅度;堆芯装载的可转换核素与易裂变核素之比越高,增殖产生的^(239)Pu越多,整体增殖性能越好;增殖区越长,平衡态持续时间越长,堆芯寿期越长。本文研究结论可为铅冷行波堆堆芯物理方案设计及关键参数选择提供重要理论依据。

关键词：铅冷行波堆有效增殖因子(keff) 点火区增殖区

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