检索结果-内蒙古大学图书馆

原子能科学技术 2024年第4期58卷 783-789页

作者：熊平孙源阳罗彦袁鹏杜鹏邓坚卢涛北京化工大学机电工程学院北京100029 西华大学流体及动力机械教育部重点实验室四川成都610039 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

核燃料棒再淹没骤冷沸腾是堆芯失水事故后避免堆芯熔化采取的重要事故缓释措施。本文采用不同粒度砂纸打磨得到不同粗糙度的Zr-4表面,研究了Zr-4表面粗糙度和冷却剂过冷度对骤冷沸腾过程冷却速率及沸腾换热的影响。对所制备的不同表面... 详细信息

核燃料棒再淹没骤冷沸腾是堆芯失水事故后避免堆芯熔化采取的重要事故缓释措施。本文采用不同粒度砂纸打磨得到不同粗糙度的Zr-4表面,研究了Zr-4表面粗糙度和冷却剂过冷度对骤冷沸腾过程冷却速率及沸腾换热的影响。对所制备的不同表面粗糙度实验段进行了骤冷沸腾可视化实验,同时测量实验段内部温度,通过导热反问题反演得到骤冷过程表面温度及热流密度。结果表明:表面粗糙度对膜态沸腾换热的影响较小,但粗糙度较大的表面更早地触发了表面-液体接触,强化了骤冷沸腾;而粗糙度较小时,粗糙度对骤冷沸腾的影响较小;当粗糙度进一步减小时,由于表面接触角的增大,骤冷沸腾持续的时间增长。此外,随着冷却剂过冷度的增大,膜态沸腾气膜厚度减薄,维持稳定气膜的最小膜态沸腾温度增大,骤冷速率增强。本文为揭示压水堆破口事故燃料棒再淹没过程的流动沸腾换热机理提供一定的理论基础。

关键词：骤冷沸腾粗糙度沸腾换热最小膜态沸腾温度

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空气布雷顿循环系统不同构型参数分析及优化

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中国电机工程学报 2023年第21期43卷 8344-8355页

作者：唐鑫钱奕然陈伟雄方华伟易经纬严俊杰动力工程多相流国家重点实验室(西安交通大学) 陕西省西安市710049 核反应堆系统设计技术重点实验室(中国核动力研究设计院) 四川省成都市610041

空气布雷顿循环技术成熟度高,环境适应性强,应用于可移动微小型可电源能量转换系统有待进一步选型设计。该文通过建立闭式空气布雷顿循环系统模型,探究不同循环构型关键参数对系统性能影响规律,并分别以最大循环效率和最大功率密度为目... 详细信息

空气布雷顿循环技术成熟度高,环境适应性强,应用于可移动微小型可电源能量转换系统有待进一步选型设计。该文通过建立闭式空气布雷顿循环系统模型,探究不同循环构型关键参数对系统性能影响规律,并分别以最大循环效率和最大功率密度为目标对不同构型进行参数优化。结果表明,采用级间冷却和再热能提高系统发电效率和(火用)效率,但会增大系统体积,使功率密度下降;以发电效率最大作为优化目标,最优构型是再热间冷回热循环,其发电效率可以达到37.95%,但其功率密度较低,仅为206.9kW/m^(3);以功率密度最大作为优化目标,最优构型是简单回热循环,其功率密度可以达到336.7kW/m^(3),换热器体积仅为4.36m^(3),但其发电效率只有29.4%,低于其他构型。因此,以最大功率密度为目标优化后的简单回热空气布雷顿循环更适合作为可移动微小型核电源能量转换系统应用。

关键词：空气布雷顿循环构型对比参数优化发电效率功率密度

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球状深穿透屏蔽基准实验设计及效果验证

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哈尔滨工程大学学报 2024年第12期45卷 2358-2363页

作者：翟梓安唐松乾刘思凡王湘雷温兴坚吴怡睿中国核动力研究设计院核反应堆技术全国重点实验室四川成都610213 中国核动力研究设计院核动力设计研究所四川成都610213

针对自主化屏蔽计算程序和屏蔽数据库缺少屏蔽基准实验数据验证的问题,本文基于Cf-252中子源开展了球状深穿透屏蔽基准系列实验设计研究,设计影锥系统解决深穿透屏蔽实验中散射扣除困难的关键问题。通过安装影锥系统前后的两次测量结果... 详细信息

针对自主化屏蔽计算程序和屏蔽数据库缺少屏蔽基准实验数据验证的问题,本文基于Cf-252中子源开展了球状深穿透屏蔽基准系列实验设计研究,设计影锥系统解决深穿透屏蔽实验中散射扣除困难的关键问题。通过安装影锥系统前后的两次测量结果相减,从而实现散射中子的扣除。采用蒙特卡罗计算方法对影锥系统的应用效果进行了验证,并利用裸源实验完成了实验设计整体验证。结果表明:本文设计的影锥系统散射扣除效果良好,扣除后的探测器反应率较无散射情况的最大相对偏差为3.11%;裸源实验能谱测量结果与Cf-252自发裂变中子谱瓦特谱吻合良好,47群能谱的均方根误差为1.89×10-3。研究表明:本文开展的深穿透屏蔽基准实验设计效果较好,后续产生的实验数据可用于自主化屏蔽计算程序和屏蔽数据库的验证,支持我国深穿透屏蔽基准实验数据库建设。

关键词：屏蔽计算基准实验散射扣除影锥深穿透 Cf-252 中子能谱探测器蒙特卡罗计算

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基于机器学习的压水堆栅元均匀化环境效应修正方法研究

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原子能科学技术 2024年第11期58卷 2245-2254页

作者：李天涯罗琦姚栋何彩云柴晓明蔡云张斌张宏博廖鸿宽段永强成都核总核动力研究设计工程有限公司四川成都610213 中国核动力研究设计院核反应堆技术全国重点实验室四川成都610213 中国核工业集团有限公司北京100045

传统的单组件全反射边界条件无法考虑燃料组件在实际反应堆中的真实环境,真实堆芯中不同燃料组件之间的中子射流及能谱干涉等环境效应对栅元均匀化常数有较大影响。为处理栅元均匀化的环境效应,提升高保真数值计算方法的计算精度,本文... 详细信息

传统的单组件全反射边界条件无法考虑燃料组件在实际反应堆中的真实环境,真实堆芯中不同燃料组件之间的中子射流及能谱干涉等环境效应对栅元均匀化常数有较大影响。为处理栅元均匀化的环境效应,提升高保真数值计算方法的计算精度,本文基于机器学习的方法,通过对多组件模型的研究,提出了基于组件划分的Colorset全组件模型来考虑环境效应;通过对机器学习模型特征量的敏感性研究,确定了以栅元材料、位置、周围组件信息及能谱及泄漏相关信息的特征量组合,建立了基于机器学习的栅元均匀化环境效应修正方法,并在“华龙一号”堆芯问题上进行了方法验证。结果表明,对于“华龙一号”堆芯问题,该方法与传统方法相比,能有效提高反应性及栅元功率分布的计算精度。因此,本文建立的栅元均匀化环境效应修正方法能用于压水堆栅元均匀化环境效应修正,提高其计算精度。

关键词：栅元均匀化环境效应修正机器学习压水堆

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空间热管反应堆电源研究进展及展望

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火箭推进 2024年第4期50卷 66-75页

作者：刘逍王宁张开远齐敏李仲春张卓华谢细明柴晓明中国核动力研究设计院核反应堆技术全国重点实验室四川成都610200

深空探测技术的发展对动力系统提出了更高的要求。传统的太阳能电源与化学电源的适用范围较小,环境适应能力不强,而微型核反应堆电源能量密度高,不依赖太阳光照,可应用于轨道运输、高轨探测多场景任务。在微型核反应堆电源技术路线中,... 详细信息

深空探测技术的发展对动力系统提出了更高的要求。传统的太阳能电源与化学电源的适用范围较小,环境适应能力不强,而微型核反应堆电源能量密度高,不依赖太阳光照,可应用于轨道运输、高轨探测多场景任务。在微型核反应堆电源技术路线中,热管冷却核反应堆电源因其系统设备极大简化、模块化设计,高可靠的全固态堆芯、非能动传热及瞬态响应迅速等特性,成为空间核反应堆电源最具可行性的路线之一。通过文献调研总结目前空间热管堆发展现状,从发展历史出发,梳理热管冷却核反应堆电源设计和理论研究,总结热管冷却核反应堆电源发展方向和关键技术。

关键词：空间动力核电源热管反应堆高温热管

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气液并流通过波纹筛板填料的流体力学性能

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工程科学与技术 2023年第3期55卷 186-193页

作者：黄卫星王松年潘大伟丁安焱郝仁杰谯敏范沐易四川大学化学工程学院四川成都610065 中国核动力研究设计院中核核反应堆系统设计/热工水力重点实验室四川成都610213

脉冲流是堆叠筛板填料中的一种特殊流型,因其具有较高的传质传热效率而受到关注。为了强化气液相互作用,增强脉冲流的气液操作范围,提升脉冲流的强度,本文设计了3种尺寸的波纹堆叠筛板填料,通过实验研究了其两相流压降特性和脉冲流行为... 详细信息

脉冲流是堆叠筛板填料中的一种特殊流型,因其具有较高的传质传热效率而受到关注。为了强化气液相互作用,增强脉冲流的气液操作范围,提升脉冲流的强度,本文设计了3种尺寸的波纹堆叠筛板填料,通过实验研究了其两相流压降特性和脉冲流行为;对比波纹堆叠筛板填料与普通堆叠筛板填料的脉冲流操作范围;综合实验数据,提出波纹筛板填料的压降和脉冲流操作区域的上下限气、液相雷诺数关联式。结果表明:波纹板填料中两相流压降的变化受操作参数、孔径及开孔率等结构参数的影响规律类似于普通筛板填料,但由于流动不规则性增强,相同条件下波纹板单板压降高于普通筛板。与普通筛板填料相比,波纹板填料中脉冲流的操作范围显著扩展,脉冲流强度也同时增强;筛板孔径相对较大时,波纹板填料中出现脉冲流的起始液量相较普通筛板显著降低,不同孔径波纹筛板脉冲流操作区域的上限气量均显著提高。波纹筛板填料的两相流压降预测关联式和脉冲流操作区域上、下限的预测关联式的预测值与实验测试值相对偏差均在15%以内,可供波纹板堆叠填料的应用设计参考。

关键词：堆叠筛板填料波纹筛板填料气液并流脉冲流

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小堆结构材料全生命周期数据管理系统设计研究

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核动力工程 2022年第5期43卷 119-125页

作者：宋丹戎许斌刘佳秦冬张显均王卓朱虹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成都610213 中南大学长沙410083 成都材智科技有限公司成都610041

小型模块化反应堆(简称小堆)结构材料具有种类繁多、来源广泛和格式多样等特点。基于现代信息技术及大数据背景,结合小堆结构材料数据的特殊性,从材料数据管理角度出发,设计构建了一个覆盖小堆结构材料全生命周期的专用数据管理系统,实... 详细信息

小型模块化反应堆(简称小堆)结构材料具有种类繁多、来源广泛和格式多样等特点。基于现代信息技术及大数据背景,结合小堆结构材料数据的特殊性,从材料数据管理角度出发,设计构建了一个覆盖小堆结构材料全生命周期的专用数据管理系统,实现从碎片化数据获取到海量数据集成、处理并融合的转变。整个系统不仅实现了自定义数据库设计,还实现了小堆结构材料全生命周期数据的管理和应用,满足用户数据查询、数据检索、可视化分析等多种需求,有利于推进小堆结构材料数据管理向规范化、智能化发展。同时该数据管理系统突破了多尺度材料数据管理技术瓶颈,增强了材料数据的安全性和可靠性,为数字化小堆研发设计提供了重要支持。

关键词：小型模块化反应堆结构材料全生命周期数据管理系统管理

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非线性能量阱的曲梁设计研究

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振动与冲击 2024年第22期43卷 53-61页

作者：郑智伟黄修长华宏星袁志豪杨咏上海交通大学机械系统与振动全国重点实验室上海200240 上海船舶设备研究所船舶与海洋工程特种装备和动力系统国家工程研究中心上海200031 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

非线性能量阱(nonlinear energy sink,NES)在减振和能量采集领域具有重要价值。尽管立方刚度NES及含立方刚度的双稳态NES已受广泛研究,但精确实现指定立方刚度的方法鲜有讨论。为此针对基于欧拉曲梁实现的NES开展研究,通过减小曲梁回复... 详细信息

非线性能量阱(nonlinear energy sink,NES)在减振和能量采集领域具有重要价值。尽管立方刚度NES及含立方刚度的双稳态NES已受广泛研究,但精确实现指定立方刚度的方法鲜有讨论。为此针对基于欧拉曲梁实现的NES开展研究,通过减小曲梁回复力与一个特定的理想非线性回复力之间的相对偏差,来实现NES中精确的立方刚度。基于欧拉梁理论得到圆弧梁和折线梁的初始刚度公式,用于设计曲梁长度。基于有限元方法求解了不同曲梁形状的非线性回复力,确定了能够实现立方刚度的圆弧梁和折线梁形状,并得到了满足相对偏差要求的临界位移拟合公式。基于以上两个公式总结出一套快速设计曲梁的方法,通过合理调节形状和截面尺寸使曲梁的回复力在需要的变形区间内逼近于理想非线性回复力。与有限元仿真进行对比,推导的解析公式可以对大初始挠度曲梁的初始刚度进行精确计算,设计出的NES回复力与目标之间的相对偏差绝对值小于1%。该设计方法有助于更精准、高效地设计NES,为曲梁实现非线性弹簧提供了新的设计方法。

关键词：欧拉曲梁非线性能量阱(NES) 立方刚度非线性回复力

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压力容器快中子注量有效降低的堆内屏蔽策略研究

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核科学与工程 2023年第2期43卷 298-303页

作者：应栋川田超温兴坚苗建新肖锋唐松乾张宏越景福庭黄迁明刘汀黄博琛李文翰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

压力容器是反应堆不可更换部件,有效降低压力容器所受快中子注量、降低压力容器材料辐照损伤,对确保压力容器全寿期的完整性具有重要意义。为此,本文通过构建典型的压水堆简化模型,采用基于遗传算法的屏蔽优化方法,对反应堆堆内设置不... 详细信息

压力容器是反应堆不可更换部件,有效降低压力容器所受快中子注量、降低压力容器材料辐照损伤,对确保压力容器全寿期的完整性具有重要意义。为此,本文通过构建典型的压水堆简化模型,采用基于遗传算法的屏蔽优化方法,对反应堆堆内设置不锈钢反射层、设置不锈钢热屏,以及二者的结合等三种堆内屏蔽策略的有效性进行了研究,并形成了相应的结论。最后,将研究的堆内屏蔽策略应用于“华龙一号”反应堆,通过高精度的蒙特卡罗方法分析表明压力容器快中子注量获得了显著的降低,验证了本文提出的堆内屏蔽策略对降低压力容器快中子注量的有效性。

关键词：压力容器快中子注量

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SiCf/SiC复合材料在核能领域应用设计的历史回顾、挑战及发展

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复合材料学报 2025年

作者：石浩江李权孙永铎胡逊祥刘喆任岩何勇毛清萍钟运涛张瑞谦王浩中国核动力研究设计院核反应堆技术全国重点实验室中国核动力研究设计院先进核能技术全国重点实验室中国核动力研究设计院核燃料元件及材料研究所四川大学物理学院

SiCf/SiC复合材料于20世纪80年代研制成功，凭借良好的耐中子辐照、耐高温等性能特点，在核能领域有巨大应用潜力。本文系统梳理了近50年来，SiCf/SiC复合材料在核能领域应用的研究进展。在聚变堆应用方面，重点整理收集了SiCf/SiC复合... 详细信息

SiCf/SiC复合材料于20世纪80年代研制成功，凭借良好的耐中子辐照、耐高温等性能特点，在核能领域有巨大应用潜力。本文系统梳理了近50年来，SiCf/SiC复合材料在核能领域应用的研究进展。在聚变堆应用方面，重点整理收集了SiCf/SiC复合材料在美国ARISE聚变堆、日本DREAM聚变堆、法国TAURO聚变堆中的应用设计方案及关键运行参数。在裂变堆应用方面，针对气冷堆、熔盐堆等多种堆型介绍了SiCf/SiC复合材料在美国EM2气冷堆、法国ALLEGRO气冷堆、美国Sm-AHTR熔盐堆的设计应用方案及关键运行参数。此外，重点介绍了美国能源部耐事故燃料项目中SiCf/SiC复合包壳的研制规划及美国、法国、中国等国家目前SiCf/SiC复合包壳研制技术状态。虽然SiCf/SiC复合材料是托卡马克聚变堆装置包层以及裂变反应堆包壳的重要候选材料，但辐照后热导率下降、高温水氧腐蚀以及辐照后开裂等挑战，是限制其实现工程应用的重要技术瓶颈，建议从纤维编织结构、纤维体积分数、纤维界面相特征、复合材料致密化工艺等多方面进行针对性调整，以应对SiCf/SiC复合材料堆内实际工程应用所面临的挑战。

关键词： SiC /SiC复合材料核能领域反应堆应用与挑战

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