检索结果-内蒙古大学图书馆

物理学报 2021年第13期70卷 222-231页

作者：杨初平耿屹楠王捷刘兴南时振刚清华大学核能与新能源技术研究院先进反应堆工程与安全教育部重点实验室北京100084

本文建立了高气压下的氦气放电模型,通过与试验对比,验证了模型的有效性,并利用该模型对高气压下“场致发射”的影响进行了探讨.通过Fowler-Nordheim方程将电流密度转化为电子通量,并将电子通量添加到COMSOL相应的壁边界条件中进行仿真... 详细信息

本文建立了高气压下的氦气放电模型,通过与试验对比,验证了模型的有效性,并利用该模型对高气压下“场致发射”的影响进行了探讨.通过Fowler-Nordheim方程将电流密度转化为电子通量,并将电子通量添加到COMSOL相应的壁边界条件中进行仿真,在宏观层面(击穿电压)以及微观层面(空间电子密度)进行分析.研究发现,场致发射电流密度J由电场强度E、场增强因子以及金属逸出功W共同决定;β=300时场致发射的影响可以忽略,而对于β=400、电场强度10 MV/m以上的工况,场致发射对击穿的影响较大;对于以铜为平行平板电极的氦气击穿来说,电场强度E小于8 MV/m时可以忽视场致发射的作用;在微观层面上,场致发射能够给放电空间提供新的“种子电子”,进而提升整个空间的电子密度,使得粒子碰撞反应加剧,最终导致击穿.

关键词：场致发射氦气高气压击穿电压

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高压氦气平行极板击穿电压实验研究

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物理学报 2015年第10期64卷 115-122页

作者：岳姗刘兴男时振刚清华大学核能与新能源技术研究院先进反应堆工程与安全教育部重点实验室北京100084

为获得高温气冷堆核电站电气设备绝缘设计所需基础数据,本文设计了一套测量高压氦气绝缘性能的装置.利用该装置进行了15—20℃,0.1—7 MPa氦气,间距0.25,0.35,0.5 mm平行极板击穿实验.实验表明:氦气的绝缘性能远低于空气;气压越高,氦气... 详细信息

为获得高温气冷堆核电站电气设备绝缘设计所需基础数据,本文设计了一套测量高压氦气绝缘性能的装置.利用该装置进行了15—20℃,0.1—7 MPa氦气,间距0.25,0.35,0.5 mm平行极板击穿实验.实验表明:氦气的绝缘性能远低于空气;气压越高,氦气的击穿电压越大,3.0 MPa氦气的击穿电压与常压空气基本一致;根据低气压实验数据和巴申定律推导的公式,在高气压下计算值偏大,且偏差随着气压和间距乘积的增大不断增大;提出了可计算0.1—7 MPa氦气击穿电压的简易公式,同时修正了高气压氦气的巴申公式,并进行了理论分析.

关键词：氦气巴申定律击穿电压高气压

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A3-3基体石墨的氧化行为（英文）

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新型炭材料 2016年第2期31卷 182-187页

作者：周湘文卢振明李馨楠张杰刘兵唐亚平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

采用自行搭建的热重实验平台对798~973K温度范围内温度对A3-3基体石墨的氧化行为进行研究,氧化剂为100 mL/min的空气。不同温度下石墨试样均被氧化至失重10%~15%。结果表明,基体石墨的氧化速率（OR）随着温度的升高显著提升,温度为973K... 详细信息

采用自行搭建的热重实验平台对798~973K温度范围内温度对A3-3基体石墨的氧化行为进行研究,氧化剂为100 mL/min的空气。不同温度下石墨试样均被氧化至失重10%~15%。结果表明,基体石墨的氧化速率（OR）随着温度的升高显著提升,温度为973K时基体石墨的OR约为798K时的70倍。虽然973K时氧气供给速率与平均碳消耗速率的比值仅为4.3,但石墨OR的Arrhenius曲线依然保持了很好的线性关系,表明该温度下基体石墨的氧化机理没有发生改变。在798-973K温度范围内,A3-3基体石墨在空气中的氧化均处于化学区,其活化能为176 kJ/mol,Arrhenius氧化方程可描述为：OR=2.9673×10~8·exp（-21 124.8/T）,单位为wt%/min。与堆内的核级结构石墨相比,基体石墨的活化能相对较低,说明基体石墨在空气中更易被氧化,这主要跟基体石墨中含有未完全石墨化的树脂炭有关。

关键词：氧化行为基体石墨化学控制区活化能

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球床模块式高温气冷堆中的炭材料(英文)

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新型炭材料 2018年第2期33卷 97-108页

作者：周湘文杨杨宋晶卢振明张杰刘兵唐亚平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

与人类使用炭材料的悠久历史相比,炭材料在核反应堆的首秀却只是发生在70多年前。凭借其优良的综合性能,炭材料在核反应堆特别是高温气冷堆(HTR)中发挥了重要作用。作为第四代核反应堆候选堆型中最有希望的代表,中国的球床模块式高温气... 详细信息

与人类使用炭材料的悠久历史相比,炭材料在核反应堆的首秀却只是发生在70多年前。凭借其优良的综合性能,炭材料在核反应堆特别是高温气冷堆(HTR)中发挥了重要作用。作为第四代核反应堆候选堆型中最有希望的代表,中国的球床模块式高温气冷堆(HTR-PM)目前正在建设中。在HTR-PM中,炭材料扮演着堆芯结构材料、反射层、燃料基体、慢化剂、热和中子屏蔽材料等多重角色。由于炭材料的尺寸和性能受高温和中子辐照的影响,因此对于在HTR-PM中使用的炭材料的各项性能都有着严格的要求。本文详细介绍了HTR-PM中各种炭材料的性能及其制造工艺的要求,并简要介绍了HTRPM当前的现状和未来的商业化发展。此外为满足未来高温气冷堆商用核电站的全面国产化需求,对生产核级石墨和石墨粉的主要原材料如焦炭和天然鳞片石墨未来的长期稳定供应进行了展望。最后简要介绍了目前正在美国橡树岭国家实验室入堆进行辐照试验的国产核级石墨的现状和未来的辐照试验计划。本文旨在为有志于研发用于未来商用高温气冷堆核电站中的炭材料的生产厂家提供参考,文中提及的大量信息对于炭材料的科研人员也很有借鉴意义。

关键词：球床模块式高温气冷堆炭材料核石墨基体石墨石墨球炭砖

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用于高温气冷堆的核石墨（英文）

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新型炭材料 2017年第3期32卷 193-204页

作者：周湘文唐亚平卢振明张杰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

自1942年首次在CP-1反应堆中使用以来,核石墨因其优异的综合性能,在核反应堆特别高温气冷堆中被广泛使用。作为第四代候选堆型之一,高温气冷堆主要包括球床堆和柱状堆两种堆型。在两种堆型中,石墨主要用作慢化剂、燃料元件基体材料及堆... 详细信息

自1942年首次在CP-1反应堆中使用以来,核石墨因其优异的综合性能,在核反应堆特别高温气冷堆中被广泛使用。作为第四代候选堆型之一,高温气冷堆主要包括球床堆和柱状堆两种堆型。在两种堆型中,石墨主要用作慢化剂、燃料元件基体材料及堆内结构材料。在反应堆运行中,中子辐照使得石墨的相关性能下降甚至可能失效。原材料及成型方式对于石墨的结构、性能及其在辐照中的表现起到决定性的作用。辐照中石墨微观结构及尺寸的变化是其宏观热力学性能变化的内在原因,辐照温度及剂量对于石墨的结构及性能变化起决定性作用。本文介绍了高温气冷堆中核石墨的性能要求及核石墨的生产流程,阐述了不同温度及辐照条件下石墨热力学性能及微观结构的变化规律,并对当前国内外核石墨的研究现状及未来核石墨的长期发展如焦炭的稳定供应和石墨的回收进行讨论。本文可为有志于研发用于未来我国商业化的高温气冷堆中的核石墨的生产厂家提供参考。

关键词：核石墨高温气冷堆辐照微观结构物理、力学及热学性能

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基于节块展开法的Jacobian-Free Newton Krylov联立求解物理-热工耦合问题

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物理学报 2016年第9期65卷 40-47页

作者：周夏峰李富郭炯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

目前反应堆物理热工耦合程序通常采用固定点迭代思路,这可能导致部分工况收敛速度慢,甚至出现不收敛的现象,严重影响了计算效率.基于此,本文将高效的粗网节块展开法(NEM)与Jacobian-Free Newton-Krylov(JFNK)方法结合,成功地开发出了一... 详细信息

目前反应堆物理热工耦合程序通常采用固定点迭代思路,这可能导致部分工况收敛速度慢,甚至出现不收敛的现象,严重影响了计算效率.基于此,本文将高效的粗网节块展开法(NEM)与Jacobian-Free Newton-Krylov(JFNK)方法结合,成功地开发出了一套新方法 NEM_JFNK,实现了联立求解物理热工耦合问题.首先将NEM推广到热工问题的求解,之后使用NEM来离散物理-热工耦合问题的所有控制方程,使得所有变量都能在粗网格下进行离散,从而大大减小求解问题的规模;其次将NEM离散后的方程经过某些特殊的处理,成功地嵌入JFNK的计算框架,最终开发出了基于线性预处理的NEM_JFNK,即LP_NEM_JFNK.此外,为了充分利用原有的迭代程序,避免JFNK残差方程的重新建立,本文还开发了无需重构残差方程的NEM_JFNK,即NRC_NEM_JFNK,并实现"黑箱"耦合.文中以一维中子-热工模型为例,给出LP_NEM_JFNK和NRC_NEM_JFNK数学模型,并对计算结果进行分析.结果表明:新方法无论是收敛速度还是计算效率都具有明显优势.

关键词：节块展开法 Jacobian-Free Newton-Krylov 物理热工耦合问题联立求解

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小型模块式反应堆螺旋管蒸汽发生器设计和热工水力分析

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原子能科学技术 2019年第12期53卷 2361-2366页

作者：赵孝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反应堆工程与安全教育部重点实验室

近年来,国际上一体化小型模块式反应堆发展飞速,我国也正在加速研制一体化小型模块式反应堆。本文针对15 MW的一体化小型模块式反应堆,设计一种螺旋管式蒸汽发生器,共12个蒸汽发生器组件均匀分布在反应堆堆芯围板外侧和压力容器内侧壁... 详细信息

近年来,国际上一体化小型模块式反应堆发展飞速,我国也正在加速研制一体化小型模块式反应堆。本文针对15 MW的一体化小型模块式反应堆,设计一种螺旋管式蒸汽发生器,共12个蒸汽发生器组件均匀分布在反应堆堆芯围板外侧和压力容器内侧壁的环形空间中,每个组件含5层、25根螺旋管,整个蒸汽发生器共300根螺旋管。给出了蒸汽发生器的具体参数,分析了蒸汽发生器组件中换热系数、温度、温差和热流密度等沿管长的变化,并给出了螺旋管内流体的动力特性曲线。

关键词：一体化模块式反应堆螺旋管蒸汽发生器设计流动和换热

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基于C5G7-MOX的中子输运计算方法比较及MOC参数敏感性初步分析

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核技术 2024年第10期47卷 146-155页

作者：龚瀚源张彬航张永红唐海波袁显宝三峡大学机械与动力学院宜昌443002 三峡大学理学院宜昌443002 先进核能技术设计与安全教育部重点实验室衡阳421200

特征线方法(Method of Characteristics,MOC)因其具备强大的几何处理能力,且在计算过程中亦能兼顾计算成本和计算精度,被广泛应用于高保真数值模拟计算中。常见的中子输运计算方法除MOC外,还包括碰撞概率法(Collision Probability metho... 详细信息

特征线方法(Method of Characteristics,MOC)因其具备强大的几何处理能力,且在计算过程中亦能兼顾计算成本和计算精度,被广泛应用于高保真数值模拟计算中。常见的中子输运计算方法除MOC外,还包括碰撞概率法(Collision Probability method,CP)和界面流法(Interface Current method,IC)等。本文从方法理论以及数值计算两方面将MOC、CP和IC进行比较分析,评估其在pin-by-pin计算中的能力。同时在MOC计算中,不同的参数选择会对计算成本和计算精度产生影响,因此有必要进行敏感性分析以寻求最佳参数。本文首先将三种计算方法从原理上进行比较分析,再基于2D C5G7-MOX基准题完成了数值计算及MOC参数敏感性初步分析。计算结果表明:MOC在计算精度、计算效率和内存开销上均优于CP和IC。MOC的计算耗时和内存开销分别为23.9 min和37.5 MB,与参考解的相对误差仅为6.04×10^(-4)。而CP和IC的计算耗时分别为MOC的56.7倍和15.6倍,内存开销分别为MOC的407.7倍和32.8倍。进一步通过参数敏感性分析发现:网格划分对计算内存开销以及计算时间的影响最大,而极角的选择对计算精度的影响最大,并且给出一组综合优化建议参数:网格划分6×6,极角为GAUS且数目为2,方位角个数为30。该组参数的计算耗时为45.4 min,内存开销为264.7 MB,相对误差为5.9×10^(-5),归一化后的栅元均方根误差为0.002 55。

关键词：特征线方法 2D C5G7-MOX 方法比较敏感性分析 DRAGON

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热工测控局域网络平台的规划与开发

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高技术通讯 2001年第11期11卷 100-103页

作者：周林张佑杰清华大学先进反应堆核工程与安全教育部重点实验室清华大学核能技术设计研究院北京102201

为解决目前热工测控环境集成性差 ,资源共享不易的现状 ,提出了一种基于C/S结构的局域网络测量平台。通过采用数据库和计算引擎分布加目录服务器的方案优化了网络结构 ,并以双层数据库存储模式实现对采集硬件接口的数据格式一致和透明 ... 详细信息

为解决目前热工测控环境集成性差 ,资源共享不易的现状 ,提出了一种基于C/S结构的局域网络测量平台。通过采用数据库和计算引擎分布加目录服务器的方案优化了网络结构 ,并以双层数据库存储模式实现对采集硬件接口的数据格式一致和透明 ,从而实现了数据信息的分布存储和资源信息的集中管理。使得整个热工测控平台实现了分层次、专业化和模块化开发的目的。

关键词：数据集成 C/S结构分布式数据库热工测控平台局域网络平台自动化检测仪表

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控制棒水力驱动系统的落棒理论模型

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核科学与工程 2001年第4期21卷 298-303页

作者：郑艳华薄涵亮董铎清华大学核能技术设计研究院先进反应堆工程与安全教育部重点实验室

介绍了控制棒水力驱动系统的实验回路和落棒原理 ,在合理简化、假设的基础上建立了该系统的落棒理论模型 ,并进行了准确的数学描述 ;通过对模型计算结果与实验结果进行比较分析 ,论证了该模型的合理可行性。

关键词：控制棒水力驱动系统落棒理论模型设计反应堆

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