检索结果-内蒙古大学图书馆

核动力工程 2022年第4期43卷 218-222页

作者：胡钰莹廖鸿宽姚栋于颖锐周冰燕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

在进行反应堆燃耗计算时,由于评价核数据库中各核素反应截面、寿命差异大,因此形成的燃耗矩阵规模大、刚性强。为降低燃耗矩阵规模、改善矩阵病态程度,有必要研究适用于多种堆芯设计研发需求的燃耗链压缩算法,并形成压缩燃耗链和数据库... 详细信息

在进行反应堆燃耗计算时,由于评价核数据库中各核素反应截面、寿命差异大,因此形成的燃耗矩阵规模大、刚性强。为降低燃耗矩阵规模、改善矩阵病态程度,有必要研究适用于多种堆芯设计研发需求的燃耗链压缩算法,并形成压缩燃耗链和数据库。首先建立了核素筛选标准,根据各个核素对中子吸收率和重要核素核子密度的贡献率对核素重要性进行排序筛选,研究了基于中子吸收率和重要核素产量贡献率的双约束燃耗链压缩算法,并完成相关程序模块的开发。通过对Kylin-2程序数据库压缩的计算分析,验证了该燃耗链压缩算法的可行性。采用压缩数据库可使其在保持原有计算精度的基础上大幅减少计算时间、提高计算效率;通过燃耗链压缩算法的研究与压缩数据库的实现,为从评价数据库出发制作压缩数据库提供了技术支撑。

关键词：双约束燃耗链压缩算法核素筛选燃耗链压缩 Kylin-2程序数据库

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螺旋十字型燃料棒中子物理及热工水力性能分析

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核动力工程 2023年第S01期44卷 69-74页

作者：张涛韩文斌申鹏飞黄善仿王侃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成都610213

为分析螺旋十字型燃料棒的中子物理及热工水力性能,使用基于计算机辅助设计(CAD)几何的反应堆蒙特卡罗程序RMC和商用计算流体力学(CFD)软件Fluent对螺旋十字型燃料棒进行数值模拟,并与传统圆柱型和无扭转十字型燃料棒进行对比。结果表明... 详细信息

为分析螺旋十字型燃料棒的中子物理及热工水力性能,使用基于计算机辅助设计(CAD)几何的反应堆蒙特卡罗程序RMC和商用计算流体力学(CFD)软件Fluent对螺旋十字型燃料棒进行数值模拟,并与传统圆柱型和无扭转十字型燃料棒进行对比。结果表明,螺旋十字型结构会略微降低反应性,增大径向功率峰因子;相较于圆柱型燃料棒,螺旋十字型燃料棒由于存在横向流动,能增强冷却剂交混,提升换热能力,在七棒束组件计算中,螺旋十字型燃料棒的平均温度和峰值温度都降低了约4 K。

关键词：螺旋十字型燃料棒蒙特卡罗方法计算流体力学(CFD) 流动换热特性

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基于交互作用积分的异种金属焊接区域裂纹扩展模拟方法

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原子能科学技术 2024年第5期58卷 1109-1118页

作者：白晓明熊夫睿谢海石凯凯于新洋于红军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 哈尔滨工业大学航天科学与力学系黑龙江哈尔滨150001

核电厂中存在大量的异种金属焊接区域,该区域内裂纹扩展的合理评价与核电厂安全运行密切相关。由于焊接区域材料具有显著的非均匀特点,传统的J积分理论在该区域不再具有守恒性,同时大量的运行经验反馈表明,在焊接区域裂纹扩展呈现出明... 详细信息

核电厂中存在大量的异种金属焊接区域,该区域内裂纹扩展的合理评价与核电厂安全运行密切相关。由于焊接区域材料具有显著的非均匀特点,传统的J积分理论在该区域不再具有守恒性,同时大量的运行经验反馈表明,在焊接区域裂纹扩展呈现出明显的偏折现象,传统基于Ⅰ型裂纹扩展的分析方法不再适用。为解决上述问题,本文建立了基于交互作用积分理论的异种金属焊接区域裂纹扩展模拟方法。通过交互作用积分的引入,能够准确计算焊接区域复合型裂纹的应力强度因子,采用最大周向应力等裂纹扩展准则后,能够快速实现裂纹扩展路径的预测。通过将本文方法与实验结果和解析解进行对比分析,验证了当前方法的精度和有效性。该方法的建立对焊接区域裂纹扩展模拟及核电设备安全分析评价具有重要意义。

关键词：异种金属焊接交互作用积分有限元方法裂纹扩展路径

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六边形套管型燃料堆芯临界质量测量试验结果验证分析

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核动力工程 2022年第1期43卷 238-241页

作者：魏彦琴黄世恩王连杰娄磊操节宝蔡云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

为验证核设计程序对燃料组件、铍组件和铝组件的计算可靠性,对六边形套管型燃料堆芯(HCTFR)临界质量测量试验数据进行了验证计算和偏差分析。通过分析不同位置铝组件的反应性差异,提出了新的近活性区铝组件计算模型,将铝组件近活性区布... 详细信息

为验证核设计程序对燃料组件、铍组件和铝组件的计算可靠性,对六边形套管型燃料堆芯(HCTFR)临界质量测量试验数据进行了验证计算和偏差分析。通过分析不同位置铝组件的反应性差异,提出了新的近活性区铝组件计算模型,将铝组件近活性区布置方案的计算偏差从2.2%降低至0.1%,为堆芯核设计程序的工程验证奠定了较好的基础。

关键词：六边形套管型燃料堆芯临界物理试验临界质量测量核设计程序试验验证

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基于“全局-局部”搜索的核反应堆运行孪生反问题求解

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原子能科学技术 2024年第7期58卷 1424-1431页

作者：龚禾林洪历展赵文博王江宇廖鸿宽李天涯钟旻霄李庆陈长上海交通大学巴黎卓越工程师学院上海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四川成都610213

反应堆运行孪生在反应堆运行过程中为反应堆提供实时的参数和物理场估计,为后续相关安全参数计算提供输入。反问题求解是反应堆运行孪生的核心模块,是确保运行孪生参数和物理场估计的实时性和准确性的关键。当前的运行孪生反问题求解方... 详细信息

反应堆运行孪生在反应堆运行过程中为反应堆提供实时的参数和物理场估计,为后续相关安全参数计算提供输入。反问题求解是反应堆运行孪生的核心模块,是确保运行孪生参数和物理场估计的实时性和准确性的关键。当前的运行孪生反问题求解方法依赖于初始参数的估计,其估计精度直接决定数字孪生的精度。为了提高运行孪生反问题求解精度和计算效率,本文提出了“全局-局部”搜索(GLS)的反问题求解方法。对基于华龙一号构建的反应堆运行孪生进行了测试,考察了观测量无噪声和有噪声时反问题求解的精度和计算效率。结果表明,此方法可为反应堆运行孪生提供实时准确的参数和物理场估计,为工程实践打下了基础。

关键词：反应堆运行孪生反问题模型降阶华龙一号

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定位格架防勾挂与热工性能协同设计研究

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核动力工程 2022年第1期43卷 122-126页

作者：陈杰陈平庞华雷涛蒲曾坪邓霜彭园任全耀粟敏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

定位格架是燃料组件骨架结构的重要组成部分,其主要功能是夹持定位燃料棒,同时还应考虑防勾挂性能和热工性能。本文从主流燃料组件的运行经验反馈出发,利用三维建模软件UG模拟格架相对运动的方法,对产生勾挂的原因进行分析,明确了外条... 详细信息

定位格架是燃料组件骨架结构的重要组成部分,其主要功能是夹持定位燃料棒,同时还应考虑防勾挂性能和热工性能。本文从主流燃料组件的运行经验反馈出发,利用三维建模软件UG模拟格架相对运动的方法,对产生勾挂的原因进行分析,明确了外条带导向翼采用连续排列能有效提高防勾挂性能,并通过定位格架勾挂试验进行了验证;通过对定位格架所在边栅元内的计算流体力学(CFD)模拟分析,发现基于传统防勾挂设计的导向翼连续排列形式不利于相邻格架之间的热工性能;在此基础上,设计了导向翼高矮交替排列的方案。理论分析和试验验证结果表明,该方案实现了燃料组件定位格架防勾挂与热工性能的协同设计。

关键词：定位格架勾挂热工协同导向翼

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M310机组蒸汽发生器传热管5%破损率量化研究

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核动力工程 2022年第4期43卷 191-195页

作者：何风朱建平卢岳川卢喜丰王新军李晓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

M310核电机组《化学和放射化学技术规范》第3篇《放射化学规范》中规定,当“^(133)Xe>92500 MBq/t或^(133)Xe>37000 MBq/t和^(131)I/^(133)I>1.5”时,执行“如果至少1台蒸汽发生器(SG)传热管破损率超过5%,则应以50 MW/min速率... 详细信息

M310核电机组《化学和放射化学技术规范》第3篇《放射化学规范》中规定,当“^(133)Xe>92500 MBq/t或^(133)Xe>37000 MBq/t和^(131)I/^(133)I>1.5”时,执行“如果至少1台蒸汽发生器(SG)传热管破损率超过5%,则应以50 MW/min速率降负荷到NS/SG模式”指令。在实际运行过程中,由于无法判断传热管破损率是否超过5%,故无法确定是否执行“以50 MW/min速率降负荷到NS/SG模式”的指令,因此,M310核电机组《放射化学规范》中该运行指令不具备可操作性。本文对国内外相关放射化学运行指令进行调研,充分理解“传热管破损率超过5%”的含义,并进行量化分析。通过对SG传热管在5、24、44 L/h泄漏率下的裂纹稳定性进行分析,发现在这些泄漏率下单根传热管都不会发生失稳断裂,进而给出了一个具有可操作性的建议,用指标“如果至少1台SG一次侧向二次侧的泄漏率超过5 L/h”,代替无法量化的“如果至少一台SG传热管破损率超过5%”,可保证核电厂运行的安全性和经济性。

关键词： M310机组传热管破损率泄漏率贯穿裂纹

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合金元素Sn,Nb对锆合金腐蚀氧化膜相稳定性影响的第一性原理研究

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物理学报 2024年第15期73卷 162-171页

作者：陈暾崔节超李敏陈文孙志鹏付宝勤侯氢四川大学原子核科学技术研究所辐射物理及技术教育部重点实验室成都610064 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610200

锆合金的水侧腐蚀是核燃料棒包壳材料设计的关键问题之一.包壳材料的耐腐蚀性能与锆合金氧化膜中t-ZrO_(2)含量和t-m相变密切相关.目前,Zr-Sn-Nb系合金是新型锆合金发展的主流方向.合金元素Sn,Nb在氧化膜中可呈现多种价态,显著影响ZrO_... 详细信息

锆合金的水侧腐蚀是核燃料棒包壳材料设计的关键问题之一.包壳材料的耐腐蚀性能与锆合金氧化膜中t-ZrO_(2)含量和t-m相变密切相关.目前,Zr-Sn-Nb系合金是新型锆合金发展的主流方向.合金元素Sn,Nb在氧化膜中可呈现多种价态,显著影响ZrO_(2)稳定性,然而Sn,Nb对t-ZrO_(2)含量和t-m相变的影响机制尚不明晰.本文基于第一性原理计算了不同价态Sn,Nb掺杂ZrO_(2)的晶体结构性质、形成焓和氧空位形成能,从原子尺度揭示了Sn,Nb对ZrO_(2)稳定性的影响机理.研究表明Sn^(2+),Nb^(3+)引起显著晶格膨胀;Sn^(4+)则造成轻微晶格膨胀,而Nb^(5+)引起晶格收缩,可见高氧化态下Nb比Sn更利于减小氧化膜的内应力.低价合金元素降低ZrO_(2)稳定性,且会增大t,m相形成能差距;高价的Nb^(5+),Sn^(4+)均可提高t-ZrO_(2)相对稳定性从而抑制t-m相变,其中Nb^(5+)效果显著,Sn^(4+)则作用微弱.0—3.5 GPa范围内,t-ZrO_(2)相对稳定性随压力增大而增强.合金元素的低价态比高价态更利于在t-ZrO_(2)中形成氧空位,因而在氧化膜/金属界面附近低氧化态区域,低价元素和压应力是稳定t-ZrO_(2)的主要因素.通过电子结构分析,发现氧空位形成能与合金元素离子和氧空位间的电荷转移幅度(或电子局域化程度)呈正相关.这些结果有助于针对锆合金耐腐蚀性的成分优化和结构设计.

关键词：第一性原理 Zr-Sn-Nb 合金氧化膜相稳定性

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安全级数字化仪控系统行为确定性设计分析

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核动力工程 2022年第2期43卷 167-170页

作者：伍巧凤刘宏春孙诗炎李昱王琳张隽祺吴坤任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

安全级数字化仪控系统行为逻辑通过软件承载,但软件可靠性评价相对困难,因此为确保安全级数字化仪控系统行为的复现性和及时性,保障系统的可靠性和安全性,需开展行为确定性设计。本文依据标准要求并结合工程经验,提出了安全级数字化仪... 详细信息

安全级数字化仪控系统行为逻辑通过软件承载,但软件可靠性评价相对困难,因此为确保安全级数字化仪控系统行为的复现性和及时性,保障系统的可靠性和安全性,需开展行为确定性设计。本文依据标准要求并结合工程经验,提出了安全级数字化仪控系统确定性设计需求,并从安全级数字化仪控系统确定性体现的两个方面出发,提出可通过基于模型的形式化建模来保证系统的复现性,通过对系统各个环节响应时间的分配来保证系统响应的及时性,为安全级数字化仪控系统行为确定性设计提供参考。

关键词：安全级数字化仪控系统可靠性评价确定性

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基于NGAMMA的快堆光子释热行为分析

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核动力工程 2024年第3期45卷 20-27页

作者：张腾马续波胡馗贾冠群赵晨王连杰华北电力大学核科学与工程学院北京102206 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

为了提高快能谱反应堆光子释热计算精度,本文研究了高精度光子截面制作理论与光子释热计算方法,基于自主开发的光子截面处理程序NGAMMA,制作生成了问题相关光子截面库。该截面库主要包括中子与光子比释动能(KERMA)因子、光原子反应截面... 详细信息

为了提高快能谱反应堆光子释热计算精度,本文研究了高精度光子截面制作理论与光子释热计算方法,基于自主开发的光子截面处理程序NGAMMA,制作生成了问题相关光子截面库。该截面库主要包括中子与光子比释动能(KERMA)因子、光原子反应截面、瞬发光子产生截面、缓发光子产生截面等数据。使用快堆基准题ZPPR-9对数据库进行验证,计算结果表明:①利用新开发的94群光子截面库通过并群得到问题相关的光子截面库,比之前利用NJOY直接生成21群光子截面的计算精度有显著提高,光子释热的计算结果在增殖区与蒙特卡罗结果的相对偏差由原来的–7.88%下降到3%以内,反射层区域的相对偏差由原来的14.76%下降到5.05%;②考虑缓发光子显著影响光子释热,与仅考虑瞬发光子相比,考虑缓发光子使得内外堆芯区域的光子释热提升达到33.11%;③使用比例因子方法近似计算缓发光子释热与精确计算的结果符合较好,在各个区域的相对偏差均在±2%以内。

关键词：快堆光子截面 NGAMMA 中子光子耦合缓发光子

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