检索结果-内蒙古大学图书馆

核动力工程 2023年第3期44卷 104-111页

作者：杜广瀚李玉鹏李根郭锐刘桂秀王进仕西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室西安710049 华南理工大学电力学院广州510641 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

本研究设计了^(90)Sr同位素温差电源物理模型,主要包括热源、热电转换模块以及散热模块。在此基础上利用COMSOL软件对同位素电源进行有限元分析,得到了同位素电源的温度分布、电压以及功率输出特性。同时研究了热源功率衰减下的同位素... 详细信息

本研究设计了^(90)Sr同位素温差电源物理模型,主要包括热源、热电转换模块以及散热模块。在此基础上利用COMSOL软件对同位素电源进行有限元分析,得到了同位素电源的温度分布、电压以及功率输出特性。同时研究了热源功率衰减下的同位素电源输出特性,最后对热电材料的高度和横截面积进行了敏感性分析。研究结果表明,同位素电源最大输出功率为63.6 W,热电转换效率为7.6%,在15 a内电源最大输出功率由63.6 W衰减至24.4 W。敏感性分析发现电源内阻和最大输出功率随热电材料高度的增大而增大,随横截面积的减小而增大,研究结果对同位素电源在太空、深海等恶劣环境中的应用具有重要意义。

关键词：同位素电源热电转换输出功率热电转换效率敏感性分析

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锆合金包壳在微动磨蚀环境下的界面损伤行为

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中国表面工程 2022年第4期35卷 41-49页

作者：焦拥军李正阳蒲曾坪任全耀郑美银巫英伟秋穗正西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室西安710049 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

锆合金燃料棒包壳在反应堆内会由于流致振动与定位格架发生微动磨蚀,现有研究并未考虑高温水环境下燃料棒包壳与格架之间的腐蚀加速磨损现象。通过微动磨损试验设备结合电化学工作站,研究不同外加电位(-0.8 V、-0.4 V、0 V、0.4 V和0.8V... 详细信息

锆合金燃料棒包壳在反应堆内会由于流致振动与定位格架发生微动磨蚀,现有研究并未考虑高温水环境下燃料棒包壳与格架之间的腐蚀加速磨损现象。通过微动磨损试验设备结合电化学工作站,研究不同外加电位(-0.8 V、-0.4 V、0 V、0.4 V和0.8V)下锆合金包壳的微动磨蚀行为。采用SEM、EDX、XPS、EPMA和三维光学显微镜对磨痕表面的微观形貌和化学成分等进行分析,探究不同外加电位下锆合金的摩擦氧化行为及微动损伤机理。结果表明:随着电位的增加,微动过程中的腐蚀电流增加,加速磨损过程中锆合金的氧化腐蚀,锆合金的微动损伤加剧。不同外加电位下磨痕表面均存在明显的犁沟及氧化物颗粒堆积,主要磨损机制为磨粒磨损和氧化磨损。随着外加电位的增加,锆合金的磨损深度和磨损率增加,这是因为电位的增加使得腐蚀加剧,从而磨损与腐蚀交互作用增强导致磨损率的增加。揭示了电位对锆合金包壳磨痕形貌、磨损量和摩擦腐蚀交互作用的影响规律,阐明了不同电位条件下锆合金的磨损机制,为锆合金包壳在长周期服役过程中磨损行为的分析和预测提供理论支撑。

关键词：锆合金电位微动磨蚀磨损机制

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池式非能动余热排出系统热工水力分析的系统程序改进及验证

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原子能科学技术 2025年第4期59卷 858-866页

作者：连强朱隆祥唐思邈黄涛张勇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 重庆大学动力工程及工程热物理博士后科研流动站重庆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

福岛核事故后非能动理念被广泛应用于先进反应堆的热工安全设计,而池式非能动余热排出系统(PRHRS)也在国产华龙一号中提供了不依赖外部能源驱动的安全保障。尽管RELAP5程序在反应堆瞬态热工水力特性分析方面开展了大量验证工作,但由于... 详细信息

福岛核事故后非能动理念被广泛应用于先进反应堆的热工安全设计,而池式非能动余热排出系统(PRHRS)也在国产华龙一号中提供了不依赖外部能源驱动的安全保障。尽管RELAP5程序在反应堆瞬态热工水力特性分析方面开展了大量验证工作,但由于缺乏针对性的池式热交换器模型,RELAP5程序低估了池式PRHRS的换热功率及系统流量。因此本文根据池式热交换器工作条件选用棒束池式沸腾换热模型及大管径管内冷凝换热模型,在RELAP5程序中植入了池式热交换器模型,针对两种换热模型分别进行了分离效应验证。基于应急工况池式能量排出系统(PERSTO)实验台架分析了节点划分方式对池式PRHRS热工水力行为的影响,对比了改进程序及原始程序对整体性实验台架系统瞬态参数的模拟能力。经过分离效应验证和整体效应验证,确认了改进程序在池式PRHRS热工水力分析中的有效性。

关键词：池式非能动余热排出系统热工水力系统程序改进节点划分方式模型验证

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压力容器主管道分段焊接变形的数值模拟研究

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核动力工程 2022年第S2期43卷 165-170页

作者：庾明达张丽屏邵雪娇姜露李辉刘贞谷蒲卓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

针对压力容器主管道焊接径向位移过大的问题,采用SYSWELD软件对主管道多层多道焊接进行了数值模拟分析,并研究了3种分段式焊接方案对焊接残余应力和变形的影响。结果表明,计算结果与实验结果较为吻合,验证了数值手段的合理性,采用分段... 详细信息

针对压力容器主管道焊接径向位移过大的问题,采用SYSWELD软件对主管道多层多道焊接进行了数值模拟分析,并研究了3种分段式焊接方案对焊接残余应力和变形的影响。结果表明,计算结果与实验结果较为吻合,验证了数值手段的合理性,采用分段式焊接可有效地降低压力容器主管道焊接过程的径向位移和残余应力,在所研究的3种分段式研究方案中,分段式上下单边焊接方案对焊接径向位移的抑制效果最好。

关键词：主管道多层多道焊径向变形位移抑制

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基于平衡冷凝模型的超临界CO_(2)压缩机内部冷凝数值分析

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核动力工程 2022年第3期43卷 165-172页

作者：陈来杰卢川沈昕易经纬李洋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

超临界二氧化碳(sCO_(2))布雷顿循环是第四代核反应堆能量转换系统主要解决方案之一,实际运行中,压缩机内sCO_(2)可能发生凝结,导致效率降低,运行稳定性受到影响。本文结合Span-Wagner物性模型,建立了sCO_(2)的平衡冷凝数值模型,对sCO_... 详细信息

超临界二氧化碳(sCO_(2))布雷顿循环是第四代核反应堆能量转换系统主要解决方案之一,实际运行中,压缩机内sCO_(2)可能发生凝结,导致效率降低,运行稳定性受到影响。本文结合Span-Wagner物性模型,建立了sCO_(2)的平衡冷凝数值模型,对sCO_(2)压缩机进行数值模拟,分析了sCO_(2)冷凝的主要区域、成因及影响。结果表明,sCO_(2)的凝结主要受流速影响,发生于压缩机主叶片前缘吸力面的50%叶高以上区域及前缘间隙内近压力面区域,前一区域由sCO_(2)的局部加速所致,后一区域由叶顶间隙泄漏所致;在给定工况下,冷凝区域很小,未扩展到整个通道,冷凝的sCO_(2)很少,未形成两相流,对压缩机运行的影响很小。

关键词：超临界二氧化碳(sCO_(2)) 离心压缩机数值计算冷凝

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矩形通道双群组界面浓度输运模型验证分析

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核动力工程 2023年第S2期44卷 74-79页

作者：于洋芦韡王文林宋小明曾辉郭凤晨李仲春孙梓彬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 深圳技术大学中德智能制造学院深圳518118

为了验证矩形通道双群组界面浓度输运模型的准确性与适用性,采用四探头电导探针测量方法,对竖直条件下矩形通道内气液两相界面输运特性开展了试验研究,获得了大量时均空泡份额、界面浓度等试验数据。试验在常温常压条件下进行,工质为空... 详细信息

为了验证矩形通道双群组界面浓度输运模型的准确性与适用性,采用四探头电导探针测量方法,对竖直条件下矩形通道内气液两相界面输运特性开展了试验研究,获得了大量时均空泡份额、界面浓度等试验数据。试验在常温常压条件下进行,工质为空气-水,本体采用透明亚克力材质,尺寸为10 mm×200 mm,气、液相折算速度范围分别为0.047~2.014 m/s和0.315~4.416 m/s,流型范围覆盖泡状流、帽状湍流和搅混流区域。在此基础上,选取了8种试验工况对矩形通道双群组界面浓度输运模型进行验证,对影响界面浓度输运模型的气泡相互作用机制进行了分析。结果表明,群组1和群组2气泡界面浓度和空泡份额相对误差均在±10%以内,验证了矩形通道双群组界面浓度输运模型的正确性。

关键词：矩形通道界面浓度空泡份额双群组界面浓度输运模型

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基于格子Boltzmann的LBE环境下F-M钢氧化腐蚀行为的数值模拟研究

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核动力工程 2022年第S2期43卷 196-201页

作者：吴佳玥罗英杜华王留兵吴冰洁朱明冬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

铅冷快堆的冷却剂介质液态铅铋共晶合金(LBE)会对反应堆结构材料产生严重的腐蚀作用。铁素体-马氏体钢(F-M钢)作为反应堆结构候选材料,在控氧LBE中会发生氧化腐蚀,生成典型的双层氧化膜结构。为了设计高可靠性反应堆结构,预测F-M钢在LB... 详细信息

铅冷快堆的冷却剂介质液态铅铋共晶合金(LBE)会对反应堆结构材料产生严重的腐蚀作用。铁素体-马氏体钢(F-M钢)作为反应堆结构候选材料,在控氧LBE中会发生氧化腐蚀,生成典型的双层氧化膜结构。为了设计高可靠性反应堆结构,预测F-M钢在LBE环境下的材料寿命,本文基于格子玻尔兹曼(LBM)方法,模拟了氧化腐蚀过程中多组分传输、氧化反应、固液相变等腐蚀现象,建立了不锈钢在LBE中的氧化腐蚀模型。计算得到的模拟结果与试验数据吻合较好,建立的模型可以解释扩散和反应过程在氧化过程中的作用。开发的格子Boltzmann模型可以用于研究介观尺度氧化膜生长。

关键词：铅铋共晶合金(LBE) 氧化腐蚀格子Boltzmann

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丝网芯内钠薄液膜蒸发与毛细特性研究

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原子能科学技术 2022年第6期56卷 1154-1162页

作者：马誉高张英楠余红星黄善仿清华大学工程物理系北京100084 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

高温碱金属丝网芯热管主要应用于核能、航空航天等领域。由于碱金属工质与常规低温工质在热物性上存在显著差异,且丝网芯热管内部运行机理复杂,碱金属工质在丝网芯表面的相变行为亟待研究。本文建立了以前驱膜理论和蒸发弯月面液膜理论... 详细信息

高温碱金属丝网芯热管主要应用于核能、航空航天等领域。由于碱金属工质与常规低温工质在热物性上存在显著差异,且丝网芯热管内部运行机理复杂,碱金属工质在丝网芯表面的相变行为亟待研究。本文建立了以前驱膜理论和蒸发弯月面液膜理论为基础的丝网芯毛细蒸发薄液膜模型,考虑分离压力的电子分量与钠液膜热传导效应,对液态钠工质在丝网芯表面的毛细现象进行了分析,进而探究了不同运行参数对钠液膜传热传质与毛细特性的影响。研究表明,液态钠工质主要在本征弯月面内发生相变,运行温度通过改变工质热物性影响液膜的传热传质能力。丝网芯的动态调整能力与丝径和孔径等几何参数有关,通过改变液膜接触线位置,进而改变蒸发面积和三相接触线长度,从而影响丝网芯受力情况和传热传质能力,改变丝网芯表面液膜提供的毛细力。

关键词：气-液-固三相界面蒸发弯月面液膜理论传热传质毛细特性分离压力

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基于并行技术的在线监测系统燃耗计算优化开发

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核动力工程 2023年第S02期44卷 29-32页

作者：郭凤晨高露露芦韡赵德华于洋徐睿杰马永强魏桐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 海南核电有限公司海口572733

为了提高在线监测系统程序DESCAR模块在燃耗区数目较大时燃耗计算求解的计算效率,本文使用开放式多处理(OpenMP)和信息传递接口(MPI)并行技术,对DESCAR模块进行优化重构,以提高在线监测系统程序的计算效率。验证结果表明,优化重构后的DE... 详细信息

为了提高在线监测系统程序DESCAR模块在燃耗区数目较大时燃耗计算求解的计算效率,本文使用开放式多处理(OpenMP)和信息传递接口(MPI)并行技术,对DESCAR模块进行优化重构,以提高在线监测系统程序的计算效率。验证结果表明,优化重构后的DESCAR模块在保证计算结果正确性的同时,可以有效地提高在线监测系统程序的计算速度,加速效果显著,满足在线监测系统实时性的要求。

关键词：并行技术燃耗计算开放式多处理(OpenMP) 信息传递接口(MPI)

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热管堆固态堆芯典型栅元设计优化

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核动力工程 2021年第6期42卷 87-92页

作者：黄永忠李垣明李文杰李权柴晓明赵波唐昌兵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

热管堆固态堆芯设计是影响堆芯传热性能和结构完整性的关键问题。为避免固态堆芯设计中间隙热阻导致的温度和应力过大,本文建立了四种堆芯典型栅元的三维热力学模型,对不同填充物下间隙尺寸和栅元截面尺寸等关键参数进行了优化分析。结... 详细信息

热管堆固态堆芯设计是影响堆芯传热性能和结构完整性的关键问题。为避免固态堆芯设计中间隙热阻导致的温度和应力过大,本文建立了四种堆芯典型栅元的三维热力学模型,对不同填充物下间隙尺寸和栅元截面尺寸等关键参数进行了优化分析。结果表明,尽管高热导率的液态钠填充装配间隙能够有效降低燃料包壳和芯块温度,但热应力反而可能增大;圆管插入液态钠方案的热力学性能最优;固态堆芯方案中,六角管拼接氦气填充方案的热力学性能最优。

关键词：固态堆芯热管燃料元件热力耦合优化分析

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