检索结果-内蒙古大学图书馆

原子能科学技术 2024年第10期58卷 2106-2112页

作者：马在勇周政马誉高吴奇张卢腾连强唐思邈潘良明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 重庆大学核工程与核技术系重庆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四川成都610213

钠热管在相关小型化、无人化核反应堆平台上有着良好的应用前景,其工质蒸发调节系数的准确性对于钠热管分析具有重要的意义。而蒸发调节系数受温度的影响显著,为此,通过实验方法研究了不同温度对钠热管内钠蒸发调节系数的影响。通过改... 详细信息

钠热管在相关小型化、无人化核反应堆平台上有着良好的应用前景,其工质蒸发调节系数的准确性对于钠热管分析具有重要的意义。而蒸发调节系数受温度的影响显著,为此,通过实验方法研究了不同温度对钠热管内钠蒸发调节系数的影响。通过改变加热功率、倾角、加钠量、丝网等参数,测量了稳态工况下的轴向外壁面温度及气相温度。采用不同蒸气温度取值方法,结合外壁面温度测量值,基于HertzKnudsen-Schrage方程获得了蒸发调节系数的实验值。分析表明,使用蒸发段局部气相温度作为蒸气温度获得的蒸发调节系数受管内工况及丝网参数影响较小,蒸发调节系数的对数值与对数饱和压力满足良好的线性关系;使用绝热段壁面温度或绝热段气相温度作为蒸气温度获得的蒸发调节系数,在550℃以下时受轴向导热热阻及液钠润湿不佳的影响,数值偏小但依然满足对数线性关系,而在高于550℃时液钠良好润湿性带来的轴向铺展可显著增大蒸发调节系数,此时丝网的作用较为明显。通过拟合实验数据,建立了不同温度下的蒸发调节系数的经验关系式。

关键词：钠热管蒸发调节系数实验研究模型开发

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螺旋卷曲翅片传热与流动特性的数值模拟研究

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核动力工程 2023年第S2期44卷 39-43页

作者：肖冠菲陈富财谭波甘斌何震鲜希睿刘一泽陈昊杜华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

为了深入了解螺旋卷曲翅片换热器的对流换热能力,通过数值模拟的方法,从传热流动和换热器的紧凑性两个方面对螺旋卷曲翅片换热器在空气中的对流换热特性进行研究。分别研究了无量纲管间距(T/D)、无量纲翅片高度(H/D)和无量纲翅片间距(S... 详细信息

为了深入了解螺旋卷曲翅片换热器的对流换热能力,通过数值模拟的方法,从传热流动和换热器的紧凑性两个方面对螺旋卷曲翅片换热器在空气中的对流换热特性进行研究。分别研究了无量纲管间距(T/D)、无量纲翅片高度(H/D)和无量纲翅片间距(S/D)对螺旋卷曲翅片传热流动特性的影响。研究结果表明:较小的T/D会增加翅片管束的流动能力,从而增加对流传热;随着H/D的增加,螺旋卷曲翅片管束的换热面积增加,总换热量升高,但散热不够充分,影响螺旋卷曲翅片的效率;当S/D较大时,螺旋卷曲翅片的紧凑性下降,管束的阻力降低,平均体积传热密度也有所降低。本文的研究结果得出了不同参数对螺旋卷曲翅片传热与流动特性的影响规律,对螺旋卷曲翅片的设计具有很好的指导意义。

关键词：螺旋卷曲翅片换热器传热流动数值模拟

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燃料组件下管座增材制造技术研究

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原子能科学技术 2023年第S01期57卷 238-245页

作者：李权任全耀郑美银段鑫杜思佳邱玺焦拥军李虹波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成都610213 中国科学院重庆绿色智能技术研究院重庆400714

由于增材制造技术在提高效率、减小重量、降低体积等方面突出的优势,在核燃料领域得到越来越多研究者的关注。基于增材制造的产品制备与传统工艺存在较大的区别,目前针对核燃料产品的增材制造技术研究系统性有所不足。本文以燃料组件下... 详细信息

由于增材制造技术在提高效率、减小重量、降低体积等方面突出的优势,在核燃料领域得到越来越多研究者的关注。基于增材制造的产品制备与传统工艺存在较大的区别,目前针对核燃料产品的增材制造技术研究系统性有所不足。本文以燃料组件下管座为对象,系统开展了从粉末制备到产品性能检测的增材制造全流程工艺研究:粉末制备采用真空感应熔炼雾化法,增材工艺选用激光选区熔化(SLM)工艺,通过软件开展支撑方案等详细工艺分析,通过固溶热处理和表面处理得到最终下管座产品。对产品性能的测试表明,产品尺寸精度和表面粗糙度良好,流道内壁面的粗糙度略大于流道外壁面;打印材料力学性能较好,x/y方向的强度要高于z方向。

关键词：增材制造下管座激光选区融化支撑固溶热处理

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液态铅铋合金湍流普朗特数及RANS模型优选

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核动力工程 2023年第2期44卷 98-103页

作者：邓诗雨卢涛邓坚张喜林朱大欢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

工程上常采用RANS湍流模型进行热工水力相关的数值模拟,然而液态铅铋合金(LBE)具有独特的热物性,常规湍流普朗特数模型和RANS湍流模型对其流动与传热模拟的适用性有待研究。为更准确地描述绕丝燃料组件内LBE的流动与换热过程,本文基于... 详细信息

工程上常采用RANS湍流模型进行热工水力相关的数值模拟,然而液态铅铋合金(LBE)具有独特的热物性,常规湍流普朗特数模型和RANS湍流模型对其流动与传热模拟的适用性有待研究。为更准确地描述绕丝燃料组件内LBE的流动与换热过程,本文基于大涡模拟对湍流普朗特数模型和RANS湍流模型进行优选。首先,采用四种湍流普朗特数模型对绕丝燃料组件内LBE的流动与传热过程进行大涡模拟,对比分析实验数据和模拟结果并进行模型优选。基于优选的湍流普朗特数模型,评价RANS湍流模型对LBE数值模拟的适用性和准确性。结果表明,Cheng湍流普朗特数模型和SST k-ω模型对LBE流动与传热模拟的准确性和适用性最高。

关键词：液态铅铋合金(LBE) 大涡模拟湍流普朗特数模型 RANS湍流模型绕丝燃料组件

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基于机器学习的燃料棒温度分布代理模型构建方法研究

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核动力工程 2023年第S02期44卷 1-5页

作者：刘振海齐飞鹏周毅李垣明李文杰曾未辛勇王浩煜马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

为提高大规模燃料棒性能模拟的计算效率,以燃料棒温度预测为例,研究了燃料棒温度分布预测代理模型(简称“代理模型”)的构建方法。以燃料棒性能分析程序COPERNIC的计算结果作为数据源,采用k-means聚类算法筛选代表性的训练数据,训练了4... 详细信息

为提高大规模燃料棒性能模拟的计算效率,以燃料棒温度预测为例,研究了燃料棒温度分布预测代理模型(简称“代理模型”)的构建方法。以燃料棒性能分析程序COPERNIC的计算结果作为数据源,采用k-means聚类算法筛选代表性的训练数据,训练了4个全连接前馈神经网络,分别能够考虑冷却剂流动传热及氧化膜生长影响的包壳外表面温度预测、包壳径向温度分布预测、燃料芯块和包壳间隙变化影响的燃料芯块外表面温度预测、燃料芯块径向温度分布预测。通过这些神经网络的组合,可以根据输入的燃料棒功率史快速预测出燃料棒不同时刻的温度分布。数值试验表明:构建的代理模型相比COPERNIC程序计算速度提升约204倍,同时具有较高精度。在整个数据集上,包壳温度和燃料芯块温度预测的平均偏差分别为0.07℃、0.44℃。

关键词：神经网络燃料棒温度代理模型燃料行为

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多孔弥散微封装燃料元件多场耦合性能分析

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火箭推进 2024年第4期50卷 110-116页

作者：李晨曦李权黄永忠赵波王浩煜刘仕超李垣明陈平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

高温气冷堆是核热推进的主力候选堆型之一,燃料元件的性能直接决定了反应堆的性能,高温气冷堆的燃料元件形式众多,高安全性的弥散微封装燃料在高温气冷堆中具有极高的应用前景。因此,有必要针对高温气冷堆用弥散微封装燃料开展研究。提... 详细信息

高温气冷堆是核热推进的主力候选堆型之一,燃料元件的性能直接决定了反应堆的性能,高温气冷堆的燃料元件形式众多,高安全性的弥散微封装燃料在高温气冷堆中具有极高的应用前景。因此,有必要针对高温气冷堆用弥散微封装燃料开展研究。提出将TRISO燃料颗粒弥散于SiC基体的多孔弥散微封装燃料的设计方案,并基于有限元分析软件COMSOL建立了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,开展了不同冷却剂流量下的燃料元件热力行为分析。结果表明:流量越高,燃料元件最高温度越低,分别为1 340、1 250、1 180 K,远低于SiC材料熔点,无熔化风险;六棱柱内部的温度分布相对均匀,而六棱柱6个角处的温度分布相对不均匀;基体最大主应力出现在冷却剂流道周围,最大主应力最大值为95.6 MPa,其余位置整体最大主应力较小,最大主应力低于SiC材料断裂强度。

关键词：棱柱型多孔弥散微封装燃料多场耦合

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燃料棒夹楔状态下芯块与包壳相互作用的三维模拟研究

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核动力工程 2023年第S2期44卷 6-10页

作者：马政卿庞华张坤唐昌兵邬周志严峰邢硕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

燃料芯块与包壳的相互作用(PCI)是导致包壳破损的原因之一。燃料芯块开裂产生的碎片可能夹在芯块与包壳的间隙,导致夹楔PCI问题。该问题可能致使包壳局部应力超过限值,增加包壳破损风险。为评估夹楔PCI问题对燃料棒性能的影响,基于多物... 详细信息

燃料芯块与包壳的相互作用(PCI)是导致包壳破损的原因之一。燃料芯块开裂产生的碎片可能夹在芯块与包壳的间隙,导致夹楔PCI问题。该问题可能致使包壳局部应力超过限值,增加包壳破损风险。为评估夹楔PCI问题对燃料棒性能的影响,基于多物理耦合有限元平台MOOSE,建立三维有限元燃料元件性能分析方法,综合考虑辐照效应和热力耦合作用,针对单芯块模型完成了夹楔PCI问题的数值模拟计算。结果表明,夹楔PCI问题会改变包壳中的温度分布、应力分布和应变分布,并会增加包壳中的最大Mises应力和等效蠕变应变,增大燃料棒失效风险。

关键词：燃料棒芯块与包壳相互作用(PCI) 夹楔多物理耦合有限元平台(MOOSE)

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磁力提升型CRDM的动态等效磁网络模型建立与多场耦合计算方法

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电工技术学报 2025年第10期40卷 3030-3043页

作者：杨云徐奇伟苗轶如于天达陈西南输变电装备技术全国重点实验室(重庆大学) 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

磁力提升型控制棒驱动机构(CRDM)是反应堆中控制核反应速率的关键电磁执行装置。其动态过程因电流响应、磁路饱和和运动状态间的交叉耦合而复杂,预测难度较大。为实现高精度的快速多物理场耦合计算,该文提出一种动态等效磁网络(DEMN)模... 详细信息

磁力提升型控制棒驱动机构(CRDM)是反应堆中控制核反应速率的关键电磁执行装置。其动态过程因电流响应、磁路饱和和运动状态间的交叉耦合而复杂,预测难度较大。为实现高精度的快速多物理场耦合计算,该文提出一种动态等效磁网络(DEMN)模型。该模型的关键在于使用正交网格线对CRDM各区域进行网格划分,从而统一磁阻计算公式,实现DEMN的快速建模。动态变化时,仅需调整运动区域的网格大小或位置,避免了冗余建模,减少了网格差异导致的计算误差。结合电路模型和动力学方程,提出一种同时考虑电流瞬态变化和磁路饱和的CRDM多物理场耦合计算方法。最后将计算结果与3D有限元分析(FEA)结果、实验结果进行比较,验证了所提DEMN模型的快速性和准确性,以及多场耦合计算方法的正确性。

关键词：反应堆控制棒驱动机构等效磁网络多场耦合

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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S2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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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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