检索结果-内蒙古大学图书馆

清华大学学报（自然科学版） 2015年第9期55卷 1010-1016,1022页

作者：李骁杨小勇张佑杰清华大学核能与新能源技术研究院先进核能技术协同创新中心先进反应堆工程与安全教育部重点实验室北京100084

针对HTR-10GT低回热度设计带来的充装量调节规律的特殊性进行了准稳态特性与机理研究。该文通过基于假设的简化推导得到支配调节特性的主要规律与机理,同时对系统整体进行建模与数值仿真,通过对比分析对结论进行验证与补充。研究结果表... 详细信息

针对HTR-10GT低回热度设计带来的充装量调节规律的特殊性进行了准稳态特性与机理研究。该文通过基于假设的简化推导得到支配调节特性的主要规律与机理,同时对系统整体进行建模与数值仿真,通过对比分析对结论进行验证与补充。研究结果表明:调节过程中相对氦气质量流量降低速率慢于相对负载降低速率,二者近似满足抛物线关系;调节过程中回热度的升高有助于提高循环效率,然而温比的降低、部件偏离设计工况以及Reynolds数效应将导致循环效率的损失;另外Reynolds数效应还会对系统稳定性产生部分负面影响。研究结果可为高温气冷堆(HTR)的循环设计与运行提供参考。

关键词：高温气冷堆(HTR) 闭式Brayton循环充装量调节 Reynolds数效应

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HTR-PM600新燃料贮存容器跌落冲击安全性能

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清华大学学报（自然科学版） 2022年第10期62卷 1668-1674页

作者：郝予琛王金华王海涛刘兵李悦清华大学核能与新能源技术研究院先进核能技术协同创新中心先进反应堆工程与安全教育部重点实验室北京100084

贮存容器是核电厂燃料贮存系统的关键设备之一,在提升过程中可能因为机械故障直接跌落至地面导致容器受损与燃料泄露,因此新燃料贮存容器在设计阶段必须进行跌落安全测试。该文以HTR-PM600新燃料贮存容器为研究对象,采用FEM-DEM耦合方... 详细信息

贮存容器是核电厂燃料贮存系统的关键设备之一,在提升过程中可能因为机械故障直接跌落至地面导致容器受损与燃料泄露,因此新燃料贮存容器在设计阶段必须进行跌落安全测试。该文以HTR-PM600新燃料贮存容器为研究对象,采用FEM-DEM耦合方法模拟内部球床运动规律,计算燃料贮存容器在事故跌落工况下可能产生的最大破坏。计算结果表明:新燃料贮存容器在15m竖直跌落工况下包容边界不会发生破损,楼板不会被穿透,该燃料容器结构设计满足安全要求;冲击载荷下球床压力使得薄壁容器侧板产生最大35.26mm径向膨胀位移量;燃料元件与包容薄板最大瞬时相互作用力为6.295kN,远小于燃料元件破坏强度。

关键词： HTR-PM600 新燃料贮存容器球床自由跌落安全分析

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高温堆燃料贮罐结构-性能-成本一体化多目标优化设计

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核动力工程 2023年第2期44卷 145-151页

作者：郝予琛李悦王金华龚梦航吴彬王海涛马涛刘兵清华大学核能与新能源技术研究院先进核能技术协同创新中心先进反应堆工程与安全教育部重点实验室北京100084

燃料贮罐是高温堆新燃料供应系统关键设备。为探索最佳设计方案,提出燃料贮罐结构-性能-成本一体化多目标优化设计方法:选取燃料贮罐结构板厚作为设计变量,采用拉丁超立方采样(LHS)生成均匀采样点,通过数值计算获取跌落响应,通过混合径... 详细信息

燃料贮罐是高温堆新燃料供应系统关键设备。为探索最佳设计方案,提出燃料贮罐结构-性能-成本一体化多目标优化设计方法:选取燃料贮罐结构板厚作为设计变量,采用拉丁超立方采样(LHS)生成均匀采样点,通过数值计算获取跌落响应,通过混合径向基函数神经网络(RBFNN)-前馈神经网络(FFNN)构造代理模型;以最大塑性变形最小、成本最低、质量最小作为优化设计目标,同时约束球床作用下的径向位移膨胀,利用强度Pareto进化算法(SPEA-Ⅱ)求解优化问题。结果表明:燃料贮罐安全性明显提高,最大塑性变形可降低20.17%;经济性与轻量化效果较好,单罐成本可降低2128元,质量可降低12.54%。本文一体化优化方法能够为燃料贮罐设计提供参考。

关键词：高温堆燃料贮罐结构-性能-成本一体化多目标优化

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电磁轴承保护轴承在线衰退评估研究

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原子能科学技术 2022年第S01期56卷 200-210页

作者：邓航时振刚莫逆孙喆赵晶晶刘兴男清华大学核能与新能源技术研究院先进核能技术协同创新中心先进反应堆工程与安全教育部重点实验室北京100084

保护轴承是电磁轴承结构的最后一道安全屏障。由于拆机检查成本较高,且因为保护轴承的特殊性,拆机后单独对保护轴承检查难以判断其还能否继续工作,迫切需要一种在线评估方法。本文首先开展电磁轴承高速跌落试验,直到某型号保护轴承完全... 详细信息

保护轴承是电磁轴承结构的最后一道安全屏障。由于拆机检查成本较高,且因为保护轴承的特殊性,拆机后单独对保护轴承检查难以判断其还能否继续工作,迫切需要一种在线评估方法。本文首先开展电磁轴承高速跌落试验,直到某型号保护轴承完全失效。记录每次高速跌落前转子低速跌落过程中的位移数据。基于上述数据,分别应用多尺度排列熵、马氏距离、多尺度模糊熵等方法,研究保护轴承随着高速跌落次数增加的衰退规律。研究发现,应用多尺度模糊熵指标可反映多次高速跌落后保护轴承性能的衰退,实现对保护轴承性能在线评估。马氏距离指标也可用于辅助判断,但效果不如多尺度模糊熵方法。而多尺度排列熵指标不适合这一应用。

关键词：电磁轴承保护轴承跌落试验在线故障诊断衰退评估多尺度模糊熵马氏距离多尺度排列熵

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超临界CO_2横掠管束对流换热数值模拟

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工程热物理学报 2017年第12期38卷 2658-2664页

作者：高伟凯李晓伟赵后剑吴莘馨清华大学核能与新能源技术研究院先进核能技术协同创新中心先进反应堆工程与安全教育部重点实验室北京100084

随着第四代核能系统的研发,使用高效、安全、经济的超临界二氧化碳作为冷却剂或二回路能量转换工质的反应堆成为研究热点。管壳式换热器具有制造维护简单、流动压降小的特点,在超临界二氧化碳对流换热中具有一定的应用前景。本文使用数... 详细信息

随着第四代核能系统的研发,使用高效、安全、经济的超临界二氧化碳作为冷却剂或二回路能量转换工质的反应堆成为研究热点。管壳式换热器具有制造维护简单、流动压降小的特点,在超临界二氧化碳对流换热中具有一定的应用前景。本文使用数值模拟方法研究了超临界二氧化碳横掠管束对流换热特性。结果表明:超临界二氧化碳横掠管束是周期性流动,拟临界区的超临界二氧化碳横掠管束流动换热不同于远离拟临界点的超临界区。Zukauskas关联式适用于远离拟临界点的超临界区对流换热Nu计算,不适用于拟临界区Nu计算。本文对Zukauskas关联式在拟临界区进行了修正,修正后的公式适用于7.5 MPa下主流温度300～310 K的拟临界区Nu计算,最大误差为21.40%。

关键词：超临界二氧化碳横掠管束对流换热 Zukauskas实验关联式

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氦-氙混合气体物性对布雷顿循环影响分析

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原子能科学技术 2018年第8期52卷 1407-1414页

作者：杨谢石磊清华大学核能与新能源技术研究院先进核能技术协同创新中心先进反应堆工程与安全教育部重点实验室北京100084

将对应态原理用于Chapman-Enskog理论修正,得到的半经验公式可较好地预测二元惰性混合气体物性。采用Fortran 95开发了氦-氙混合气体物性计算程序,分析了氦-氙混合气体物性随摩尔质量、温度、压力的变化关系。在此基础上分析了物性变化... 详细信息

将对应态原理用于Chapman-Enskog理论修正,得到的半经验公式可较好地预测二元惰性混合气体物性。采用Fortran 95开发了氦-氙混合气体物性计算程序,分析了氦-氙混合气体物性随摩尔质量、温度、压力的变化关系。在此基础上分析了物性变化对空间布雷顿循环的绝热系数、对流换热性能、阻力特性的影响。结果表明:压力为2.0 MPa、温度为400K时,随着摩尔质量的增加,氦-氙混合气体的绝热系数由0.40(纯氦气)增加到0.44(纯氙气);混合气体相对于纯氦气的相对对流换热系数随摩尔质量的增加呈先增大后减小的趋势,在15g/mol附近取得极大值;相对压损系数则随摩尔质量的增加单调递增。分析结果可为氦-氙混合气体在空间核反应堆电源中的应用提供设计依据。

关键词：氦-氙混合气体物性空间核反应堆电源布雷顿循环

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超临界CO2在螺旋管中的流动换热特性研究

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原子能科学技术 2018年第5期52卷 769-775页

作者：黄小锐张震杨星团姜胜耀屠基元清华大学核能与新能源技术研究院先进核能技术协同创新中心先进反应堆工程与安全教育部重点实验室北京100084

超临界蒸发器应用到核电中,可大幅提高机组的热效率。超临界压力流体的热物性在准临界温度附近变化非常剧烈,会对其流动和换热产生很大的影响。研究超临界压力流体在螺旋管内的流动和换热规律,有利于对超临界螺旋管蒸发器的设计。本文采... 详细信息

超临界蒸发器应用到核电中,可大幅提高机组的热效率。超临界压力流体的热物性在准临界温度附近变化非常剧烈,会对其流动和换热产生很大的影响。研究超临界压力流体在螺旋管内的流动和换热规律,有利于对超临界螺旋管蒸发器的设计。本文采用RNGk-ε和SSTk-ω模型对超临界CO_2在螺旋管中的流动换热情况进行了数值模拟,发现SSTk-ω模型模拟结果与实验结果符合得更好。基于此模型,分析了不同进口质量流速及不同热流密度对管壁温和换热系数的影响,发现随着质量流速的减小、热流密度的增加,峰值向远离hpc的一侧偏移。最后讨论并分析了周向壁温和换热系数的分布情况,发现壁温在φ=315°处最高,需在实验操作或实际运行中加以监控,以保障螺旋管蒸发器的安全运行。

关键词：数值模拟螺旋管超临界CO2 传热特性

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HTR-PM直流蒸汽发生器的建模与分析

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原子能科学技术 2016年第6期50卷 995-1001页

作者：刘丹孙俊孙玉良清华大学核能与新能源技术研究院先进核能技术协同创新中心先进反应堆工程与安全教育部重点实验室北京100084

球床模块式高温气冷堆核电站示范工程(HTR-PM)采用两座模块式高温气冷堆带一台汽轮发电机组的技术方案,为了开展其运行特性研究,清华大学核能与新能源技术研究院开发了针对HTR-PM的工程模拟机,其中螺旋管式直流蒸汽发生器的模型还需进... 详细信息

球床模块式高温气冷堆核电站示范工程(HTR-PM)采用两座模块式高温气冷堆带一台汽轮发电机组的技术方案,为了开展其运行特性研究,清华大学核能与新能源技术研究院开发了针对HTR-PM的工程模拟机,其中螺旋管式直流蒸汽发生器的模型还需进一步完善。本文深入分析了螺旋管式直流蒸汽发生器的流动、换热规律,明确了蒸汽发生器一次侧和二次侧的流动与换热模型,通过对稳态工况中分布数据的详细分析,说明了模拟结果的正确性。为适应更多模块的高温气冷堆核电站的运行分析要求,通过网格划分方案的讨论与优化,在保证实时性的前提下,提高了蒸汽发生器中流动与换热模拟的准确性,为下一步采用工程模拟机开展其运行特性研究打下基础。

关键词：高温气冷堆直流蒸汽发生器模拟机多模块式反应堆

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大颗粒与壁面碰撞的离散单元法模拟与分析

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原子能科学技术 2017年第12期51卷 2212-2217页

作者：张鹤李天津刘马林黄志勇薄涵亮清华大学核能与新能源技术研究院、先进核能技术协同创新中心、先进反应堆工程与安全教育部重点实验室北京100084

颗粒与壁面碰撞普遍存在于散体物料输送过程,研究颗粒与壁面碰撞有助于优化输送系统、减小物料磨损或提高输送经济性。本文基于离散单元法(DEM),采用Hertz-Mindlin无滑移接触模型,对单个6mm直径大颗粒与壁面碰撞进行了数值模拟和分析,... 详细信息

颗粒与壁面碰撞普遍存在于散体物料输送过程,研究颗粒与壁面碰撞有助于优化输送系统、减小物料磨损或提高输送经济性。本文基于离散单元法(DEM),采用Hertz-Mindlin无滑移接触模型,对单个6mm直径大颗粒与壁面碰撞进行了数值模拟和分析,研究了碰撞速度、碰撞角度和剪切模量对碰撞过程和法向最大接触力的影响。研究结果表明,Hertz-Mindlin无滑移接触理论描述的法向接触过程具有自相似特性,法向卸载时长与法向加载时长比值为定值。模拟的接触时长与Thornton等的关系式预测值相符。碰撞速度和碰撞角度对碰撞过程中的法向最大接触力均有明显影响,法向最大接触力随法向碰撞速度的增加近似线性增加;碰撞速度不变时,法向最大接触力随碰撞角度的增大而减小。剪切模量对法向接触力具有重要影响,在考虑颗粒磨损和破碎的DEM模拟时,不宜采用降低剪切模量加快计算速度。本研究对颗粒磨损和破碎研究以及高温气冷堆吸收球气力输送过程优化均具有重要意义。

关键词：颗粒碰撞颗粒磨损颗粒破碎离散单元法气力输送

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核石墨氧化后微观结构观测与分析

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原子能科学技术 2017年第12期51卷 2312-2317页

作者：卢厚地王洪涛金烈吴莘馨周羽清华大学核能与新能源技术研究院先进核能技术协同创新中心先进反应堆工程与安全教育部重点实验室北京100084

针对高温气冷堆中石墨材料在可能出现的事故中的氧化问题,开展了不同氧化程度下IG-11石墨的表面二维电镜扫描观测和三维CT扫描观测实验,分析了石墨氧化后的表面形态特征和内部微结构分布特点。通过试样氧化前后表面灰度概率分布图可知,... 详细信息

针对高温气冷堆中石墨材料在可能出现的事故中的氧化问题,开展了不同氧化程度下IG-11石墨的表面二维电镜扫描观测和三维CT扫描观测实验,分析了石墨氧化后的表面形态特征和内部微结构分布特点。通过试样氧化前后表面灰度概率分布图可知,石墨氧化后由于内部大孔隙的出现,灰度概率分布图由单峰变为双峰。通过分析灰度平均值以及试样分层密度随深度的变化可知,氧化主要发生在距离石墨试样表面1mm的区域内;当氧化失重率较小时,在浅层区域损失的质量所占比重相对更大,而氧化程度较高后反应形成的开孔孔隙网络才逐步深入材料内部。

关键词：石墨氧化 CT扫描微结构

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