检索结果-内蒙古大学图书馆

核动力工程 2024年第S01期45卷 175-180页

作者：沈勇曾谢虎段振刚文青龙袁波何梁高士鑫重庆大学能源与动力工程学院重庆400044 两江新能源(核能与动力)实验室重庆400044 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 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

作为耐事故燃料(ATF)包壳候选材料之一,Cr涂层可显著提高锆合金包壳的抗腐蚀和抗氧化性能,有望延长服役寿期。为评估Cr涂层锆合金包壳腐蚀氧化行为,本文建立了Cr涂层锆合金包壳在压水堆正常运行工况下的腐蚀模型,并基于文献实验数据对... 详细信息

作为耐事故燃料(ATF)包壳候选材料之一,Cr涂层可显著提高锆合金包壳的抗腐蚀和抗氧化性能,有望延长服役寿期。为评估Cr涂层锆合金包壳腐蚀氧化行为,本文建立了Cr涂层锆合金包壳在压水堆正常运行工况下的腐蚀模型,并基于文献实验数据对模型进行了验证;基于该模型进行了热流密度和质量流速对Cr涂层锆合金包壳的腐蚀影响分析。结果表明腐蚀厚度随热流密度的增加而增加;此外,冷却剂质量流速的增加引起包壳壁温减小,最终导致包壳腐蚀厚度减小。

关键词：压水堆耐事故燃料(ATF) Cr涂层锆包壳腐蚀模型

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自然循环系统摇摆条件下棒束通道内传热特性研究

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原子能科学技术 2022年第8期56卷 1575-1583页

作者：毕景良谢峰黄彦平徐建军袁德文昝元锋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610041

棒束燃料元件子通道间流体存在搅混与横向二次流,流动及阻力特性相较矩形通道、圆管等简单通道更为复杂。核动力舰船、船舶、小型浮动核电站等会受到海浪影响,经常处于倾斜、摇摆、垂荡等瞬变运动下。目前的相关研究多集中在低压工况的... 详细信息

棒束燃料元件子通道间流体存在搅混与横向二次流,流动及阻力特性相较矩形通道、圆管等简单通道更为复杂。核动力舰船、船舶、小型浮动核电站等会受到海浪影响,经常处于倾斜、摇摆、垂荡等瞬变运动下。目前的相关研究多集中在低压工况的研究领域,高温高压自然循环运动条件下的研究较少。本文采用实验研究方法,对自然循环系统摇摆条件下棒束通道内流动传热特性进行了研究,获得了过冷沸腾和饱和沸腾两种条件下摇摆角度和摇摆周期对棒束壁面温度变化和传热系数的影响,并获得了摇摆周期内棒束通道内的传热系数计算关系式。结果表明,饱和沸腾传热系数变化比过冷沸腾的剧烈;在本文实验工况范围内,棒表面传热系数波动幅值随着摇摆幅度的增大而增大;摇摆条件下棒束通道过冷沸腾和饱和沸腾工况时均传热系数基本不变。

关键词：棒束通道两相流摇摆运动自然循环流动传热

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窄缝通道内低雷诺数蒸汽流动换热特性数值模拟研究

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北京化工大学学报（自然科学版） 2024年第6期51卷 87-93页

作者：李根卢涛邓坚周佳樾罗彦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

为探究窄缝通道在大破口失水事故下再淹没过程中低雷诺数(Re_(in)=1 881~10 348)过热蒸汽的流动换热特性,采用计算流体力学(computational fluid dynamics, CFD)方法,基于优选出的湍流模型,探究加热面热流、压力条件和入口速度对低雷诺... 详细信息

为探究窄缝通道在大破口失水事故下再淹没过程中低雷诺数(Re_(in)=1 881~10 348)过热蒸汽的流动换热特性,采用计算流体力学(computational fluid dynamics, CFD)方法,基于优选出的湍流模型,探究加热面热流、压力条件和入口速度对低雷诺数过热蒸汽流动换热特性的影响规律。对比了Gnielinski关联式与Dittus-Boelter关联式,并对Dittus-Boelter经验关联式进行修正。计算结果表明:雷诺时均(Reynolds average Navier-Stokes, RANS)湍流模型中SST k-ω的模拟结果与大涡模拟(large eddy simulation, LES)的模拟结果最为接近,且计算量小;过热蒸汽对流换热能力随压力和入口流速的增加而增强,随加热面热流增加而减弱;相对于数值模拟结果,Dittus-Boelter和Gnielinski经验关联式预测的Nu数偏低,修正后的新关联式误差在15%以内,可为再淹没过程低雷诺数过热蒸汽的流动换热分析程序开发提供参考。

关键词：窄缝通道低雷诺数蒸汽流动换热湍流模型数值模拟

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自然对流工况下堆顶三维温度场及流场数值模拟研究

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核动力工程 2023年第S02期44卷 44-49页

作者：唐向东李维中国核动力研究设计院反应堆系统设计技术重点实验室成都610213

压水堆核电厂堆顶设备较多,温度场和流场复杂。为评估采用自然对流对控制棒驱动机构(CRDM)进行冷却的可行性。基于FLUENT软件,对自然对流工况下堆顶结构开展数值模拟研究,得到4种工况下的流场、温度场分布及线圈最高温升。模拟结果表明... 详细信息

压水堆核电厂堆顶设备较多,温度场和流场复杂。为评估采用自然对流对控制棒驱动机构(CRDM)进行冷却的可行性。基于FLUENT软件,对自然对流工况下堆顶结构开展数值模拟研究,得到4种工况下的流场、温度场分布及线圈最高温升。模拟结果表明,不同运行工况下,采用自然对流的方式均能将CRDM运行产生的热量完全带出堆坑,不存在堆坑窝热情况,CRDM线圈温度均不会超过其工作温度限值。为采用自然对流对CRDM进行冷却提供了重要依据。

关键词：压水堆驱动机构温度场自然对流

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直流蒸汽发生器稳态热工水力实验参数敏感性研究

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原子能科学技术 2022年第11期56卷 2365-2374页

作者：张廷杜代全张文豪卓文彬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

建立了直流蒸汽发生器热工水力特性的实验回路,针对稳态工况下不同参数(一次侧平均温度、负荷、蒸汽压力和给水温度)对蒸汽温度的影响进行了参数敏感性实验研究。实验工况范围为:一次侧平均温度为282~307℃,负荷为20%FP~120%FP,蒸汽压力... 详细信息

建立了直流蒸汽发生器热工水力特性的实验回路,针对稳态工况下不同参数(一次侧平均温度、负荷、蒸汽压力和给水温度)对蒸汽温度的影响进行了参数敏感性实验研究。实验工况范围为:一次侧平均温度为282~307℃,负荷为20%FP~120%FP,蒸汽压力为4.0~6.0 MPa,给水温度为40~160℃。实验结果表明:一次侧平均温度降低蒸汽温度随之降低,且越接近饱和温度,温度降幅越大。提高蒸汽压力,一次侧平均温度对蒸汽温度在接近饱和的区域影响更显著。低负荷(20%FP~60%FP)时蒸汽压力对蒸汽温度无影响,高负荷(60%FP~120%FP)时蒸汽温度随蒸汽压力提升而降低且降速不断增加。蒸汽温度随负荷的增加先缓慢增大后加速降低,存在最大蒸汽温度点。最大蒸汽温度点随蒸汽压力变大向下移动,对应负荷向左移动。随给水温度增大蒸汽温度降低,但降速很小。

关键词：直流蒸汽发生器热工水力参数敏感性

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LBB管道裂纹泄漏率计算软件PICLES验证研究

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核动力工程 2022年第6期43卷 168-173页

作者：何风吴万军马若群房永刚艾红雷王新军孙英学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 生态环境部核与辐射安全中心北京100082

管道裂纹泄漏率计算是破前漏(LBB)分析中的关键技术,采用与有效软件进行对比和与实验结果进行对比的方式,对国内自主研发的泄漏率计算软件PICLES进行验证研究。与已有成熟工程应用的国际同类软件(PICEP和SI-PICEP)对比,PICLES与其计算... 详细信息

管道裂纹泄漏率计算是破前漏(LBB)分析中的关键技术,采用与有效软件进行对比和与实验结果进行对比的方式,对国内自主研发的泄漏率计算软件PICLES进行验证研究。与已有成熟工程应用的国际同类软件(PICEP和SI-PICEP)对比,PICLES与其计算结果相差较小;与管道裂纹泄漏率实验结果对比,PICLES计算出的泄漏率与其相差-80.23%~-43.79%,PICLES计算的泄漏裂纹长度与实测裂纹长度相差21.84%~79.07%,说明将PICLES用于过冷水管道LBB分析具有较高的保守性。因此,PICLES可用于实际工程中的LBB分析。

关键词： LBB PICLES 对比验证裂纹长度泄漏率 PICEP SI-PICEP

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熔融物材料扩散系数的从头算分子动力学计算

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核动力工程 2023年第1期44卷 73-78页

作者：徐博赵龙邓俊楷黎阳郭可蓉宫厚军西安交通大学金属材料强度国家重点实验室西安710049 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成都610213

为获得核反应堆严重事故后期反应堆压力容器(RPV)下腔室内熔融物微观组织的演化规律,需要对熔融物的材料物理性质进行研究。以熔融池中发生熔化过程的实际材料,包括燃料芯块UO_(2)、包壳管熔融后的U-Zr-O材料以及不锈钢构件熔融后的U-F... 详细信息

为获得核反应堆严重事故后期反应堆压力容器(RPV)下腔室内熔融物微观组织的演化规律,需要对熔融物的材料物理性质进行研究。以熔融池中发生熔化过程的实际材料,包括燃料芯块UO_(2)、包壳管熔融后的U-Zr-O材料以及不锈钢构件熔融后的U-Fe-O材料为研究对象,采用基于第一性原理的从头算分子动力学模拟了熔融物材料高温液态下的原子扩散行为。研究结果表明,在高温液相中的U、Zr、Fe、O的原子扩散系数与原子质量呈负相关,且在相同温度下受组分的影响较小,仍保持相对稳定的比例关系。不同原子扩散系数的差异理论上会导致熔融池形成分层结构,因此,可对比上述3种材料在高温液态下各种原子的扩散系数,确定直接的量化关系,为在大尺度下进一步研究熔融物微观组织的演化奠定基础。

关键词：熔融物二氧化铀扩散系数从头算分子动力学

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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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基于ABAQUS/FRANC3D的钢轨三维表面裂纹的扩展分析

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兵器装备工程学报 2024年第2期45卷 246-253页

作者：张启洞闫华东陈诚杨康中国兵器工业试验测试研究院陕西华阴714200 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

为分析钢轨三维表面裂纹在轮轨载荷作用下的疲劳扩展路径和应力强度因子的变化,研究钢轨剥离掉块的损伤机理。运用Fortran语言编写用户子程序DLOAD和UTRACLOAD施加轮轨接触应力,利用有限元软件ABAQUS和FRANC3D模拟车轮在钢轨上的移动并... 详细信息

为分析钢轨三维表面裂纹在轮轨载荷作用下的疲劳扩展路径和应力强度因子的变化,研究钢轨剥离掉块的损伤机理。运用Fortran语言编写用户子程序DLOAD和UTRACLOAD施加轮轨接触应力,利用有限元软件ABAQUS和FRANC3D模拟车轮在钢轨上的移动并分析钢轨三维表面裂纹的应力强度因子随车轮移动的变化情况,并基于PARIS公式和最大周向应力准则对钢轨三维表面裂纹的疲劳扩展行为进行分析。结果表明轮轨载荷仅为赫兹接触压力时,车轮在钢轨表面滚过,裂纹前缘距钢轨表面越深,越易发生扩展,裂纹主要在钢轨的深度方向扩展,可使半圆形裂纹变成长轴在深度方向的椭圆形裂纹;轮轨载荷为赫兹接触压力和滑动摩擦力共同作用时,随着车轮循环次数的增加,表面裂纹的等效应力强度因子Keq不断增大。车轮作用会使距钢轨表面越近的裂纹前缘越易发生扩展,裂纹主要向钢轨的宽度方向扩展,使半圆形裂纹变成形状较为复杂的长轴在钢轨宽度方向的近椭圆形裂纹。

关键词：三维裂纹扩展轮轨载荷应力强度因子扩展路径 FRANC3D

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Zr-4表面特性及冷却剂过冷度对骤冷沸腾传热的影响

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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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