检索结果-内蒙古大学图书馆

清华大学学报（自然科学版） 2023年第5期63卷 840-848页

作者：杨林清秦本科薄涵亮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

输流管道系统中的水击现象会导致流体压强大幅波动,威胁管道和设备的正常工作,因此评价其瞬变流动特性具有重要的研究意义。该文基于流固耦合(FSI)水击理论,建立了能量分析方法,讨论了流体能量和管道能量的变化规律,旨在描述结合部耦合... 详细信息

输流管道系统中的水击现象会导致流体压强大幅波动,威胁管道和设备的正常工作,因此评价其瞬变流动特性具有重要的研究意义。该文基于流固耦合(FSI)水击理论,建立了能量分析方法,讨论了流体能量和管道能量的变化规律,旨在描述结合部耦合对水击过程瞬变流动特性的影响。首先采用特征线法对流固耦合4方程模型进行数值求解并验证。在此基础上对模型进行数学推导和变换,获得了管道能量和流体能量的物理表达式和控制方程。深入分析了系统中能量的传递和转换过程,进一步借助无量纲因子对结合部耦合的影响进行了定量化描述。分析结果表明:考虑结合部耦合后,管道下游约束减弱,流体能量和管道能量均有不同程度的增大,系统流固耦合的剧烈程度有所增大,管道运动的剧烈程度显著增大,流体压强脉动的剧烈程度稍有减小。研究成果有助于理解和对比流固耦合水击过程动态响应,对定量化描述其瞬变流动特性具有重要意义。

关键词：能量分析方法流固耦合水击结合部耦合

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核热推进系统分析程序模型与计算方法初步研究

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原子能科学技术 2024年第3期58卷 680-688页

作者：毛晨瑞吉宇孙俊郎明刚石磊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

核热推进(NTP)系统具有高比冲、大推力和工作时间长等特点,在深空探测和轨道机动等方面具有明显的优势。系统性能分析是NTP系统研发与设计的重要内容。结合对国际历史上已开发程序的分析以及现阶段的研发需求,将系统性能分析划分为稳态... 详细信息

核热推进(NTP)系统具有高比冲、大推力和工作时间长等特点,在深空探测和轨道机动等方面具有明显的优势。系统性能分析是NTP系统研发与设计的重要内容。结合对国际历史上已开发程序的分析以及现阶段的研发需求,将系统性能分析划分为稳态设计点性能分析与优化、稳态非设计点性能分析以及瞬态性能分析3个主要环节。在清华大学核能与新能源技术研究院自主开发的核动力发动机系统分析程序PANES基础上,提出了基于“流网-热网”的系统分析程序框架,并建立了反应堆中子动力学与涡轮泵动态特性等数学模型,提出了对应的计算分析方法,拓展了原程序的功能。该工作为NTP系统设计方法的进一步研究和应用提供了重要基础。

关键词：核热推进系统性能分析程序开发点堆模型涡轮泵

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高温气冷堆核蒸汽供应系统出口蒸汽温度的T-S模糊控制方法

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原子能科学技术 2018年第4期52卷 699-704页

作者：原越黄晓津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

高温气冷堆(HTGR)是国际核能界公认的一种具有良好安全特性的堆型,具有第四代核能系统的技术特征,其核蒸汽供应系统(NSSS)复杂的非线性特性,对控制策略的设计提出了挑战。另一方面,T-S模糊控制方法在复杂非线性系统的控制方面存在巨大优... 详细信息

高温气冷堆(HTGR)是国际核能界公认的一种具有良好安全特性的堆型,具有第四代核能系统的技术特征,其核蒸汽供应系统(NSSS)复杂的非线性特性,对控制策略的设计提出了挑战。另一方面,T-S模糊控制方法在复杂非线性系统的控制方面存在巨大优势,因此在高温气冷堆核蒸汽供应系统中应用T-S模糊控制方法,可能会获得较传统线性控制方法更好的控制性能。本文提出了一种T-S模糊控制器的系统化设计方法,首先建立高温气冷堆核蒸汽供应系统出口蒸汽温度的T-S模糊控制系统模型;然后基于李雅普诺夫方法,得到T-S模糊控制系统的双线性矩阵不等式(BMI)形式的全局渐近稳定条件;最后通过局部最小化算法求解双线性矩阵不等式,得到T-S模糊控制器的参数。仿真结果表明,按照这一系统化方法设计的T-S模糊控制器较传统的线性PI控制器表现出更好的控制特性。

关键词：高温气冷堆核蒸汽供应系统 T-S模糊控制器双线性矩阵不等式局部最小化算法

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高温气冷堆中间换热器层流边界层的传热特性分析

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原子能科学技术 2014年第9期48卷 1565-1570页

作者：吴彦楠董玉杰原鲲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

为提高高温气冷堆中间换热器的换热效率,对中间换热器单元流道的层流流动边界层及热边界层进行了理论计算和模拟分析。利用幂次多项式速度分布的方法,对流道内的层流流动边界层和热边界层进行计算,结果表明,三次式的速度分布更为接近Bla... 详细信息

为提高高温气冷堆中间换热器的换热效率,对中间换热器单元流道的层流流动边界层及热边界层进行了理论计算和模拟分析。利用幂次多项式速度分布的方法,对流道内的层流流动边界层和热边界层进行计算,结果表明,三次式的速度分布更为接近Blasius精确解,也更为符合数值模拟的结果。同时,结合不同位置的温度分布,可发现上、下边界层的相遇会使流动进入泊肃叶的抛物线形式,边界层理论继而不再适用。通过模拟还发现,氦气的进口温度和出口压力对于层流边界层的换热基本无影响;恒定热流密度下,壁面温度的变化分为明显的边界层区和泊肃叶区,在这两个区域壁面温度呈线性变化。

关键词：层流边界层传热特性中间换热器

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控制棒水压驱动系统落棒减速性能实验研究

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原子能科学技术 2017年第11期51卷 2054-2061页

作者：秦本科李磊实薄涵亮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

控制棒水压驱动系统是清华大学为低温核供热堆发明的新型的内置式控制棒驱动技术,控制棒水力减速部件是水压驱动系统的关键部件之一,通过其对控制棒落棒过程进行减速,在保证落棒时间的前提下,降低控制棒快速落棒过程的冲击力。分析了水... 详细信息

控制棒水压驱动系统是清华大学为低温核供热堆发明的新型的内置式控制棒驱动技术,控制棒水力减速部件是水压驱动系统的关键部件之一,通过其对控制棒落棒过程进行减速,在保证落棒时间的前提下,降低控制棒快速落棒过程的冲击力。分析了水力减速部件组成和工作原理,确定了水力减速箱侧壁开孔方案,完成了不同开孔方案工况下控制棒水压驱动系统冷态落棒减速性能实验,在实验结果的基础上对比和分析了不同方案下的落棒减速机理和落棒过程特征参数随开孔方案的变化规律。分析结果表明:随开孔面积的增大,落棒时间逐渐减小,落棒峰值速度逐渐增大。在开孔面积大于0.004 m^2时,随开孔面积的增大,落棒峰值速度增大过程趋于平缓,落棒稳定速度和落棒延迟时间变化不大,控制棒触碰碟簧速度缓慢增大。实验研究成果为控制棒水压驱动系统落棒减速部件的理论建模和设计优化提供了基础。

关键词：控制棒水压驱动系统低温核供热堆控制棒水力减速部件落棒时间落棒速度

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基于高温气冷堆的制氢耦合炼钢系统初步设计和能量分析

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清华大学学报（自然科学版） 2023年第8期63卷 1236-1245页

作者：曲新鹤胡庆祥倪航彭威赵钢王捷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

高温气冷堆(high temperature gas-cooled reactor,HTGR)因其具有固有安全性和反应堆出口温度高的特点,在环境和能源领域拥有广阔的应用前景。HTGR不仅可以用于发电,还可以实现大规模制氢,而氢气可作为钢铁冶炼过程中的直接还原剂,有助... 详细信息

高温气冷堆(high temperature gas-cooled reactor,HTGR)因其具有固有安全性和反应堆出口温度高的特点,在环境和能源领域拥有广阔的应用前景。HTGR不仅可以用于发电,还可以实现大规模制氢,而氢气可作为钢铁冶炼过程中的直接还原剂,有助于钢铁工业减少碳排放。该文提出了基于HTGR制氢的炼钢系统方案,包括反应堆、反应堆中间回路、制氢、发电和炼钢共5个子模块,并开展了多联产能源系统研究。其中,HTGR为制氢模块和发电模块提供热量,制氢模块产生的氢气作为还原剂和燃料进入竖炉(shaft furnace,SF)直接还原炼铁,制氢模块产生的氧气和发电模块产生的电供给电弧炉(electric arc furnace,EAF)炼钢。该文分析了碘硫循环效率、发电模块和制氢模块的功率比、直接还原铁(direct reduced iron,DRI)比例对系统产能的影响,以及系统的碳排放情况。结果表明:在发电模块与制氢模块功率比为1∶1,EAF直接还原铁占比为90%,碘硫循环制氢效率为37.8%的情况下,系统产钢率为45.6 t/h,每t钢可向电网输出1381.5 kW·h电能,同时CO_(2)的排放量仅为17.2 Nm^(3)。

关键词：核能制氢高温气冷堆碘硫循环炼钢

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适于核能海水淡化的低温多效蒸馏技术研究

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原子能科学技术 2006年第B09期40卷 186-191页

作者：姬文状贾海军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

针对核能海水淡化技术，探讨了核能与海水淡化厂耦合的不同方式。水平式低温多效蒸馏由于其传热性能好、能耗低，传热温差较小，以及容易维修等优点，是非常适合与低温核供热堆耦合的海水淡化技术。在分析低温多效蒸馏海水淡化技术的基... 详细信息

针对核能海水淡化技术，探讨了核能与海水淡化厂耦合的不同方式。水平式低温多效蒸馏由于其传热性能好、能耗低，传热温差较小，以及容易维修等优点，是非常适合与低温核供热堆耦合的海水淡化技术。在分析低温多效蒸馏海水淡化技术的基础上，建立了水平式低温多效蒸馏海水淡化物理模型，编写VB程序，并分析比较等温差分配和等传热面积分配两种方案的产水特性，结果表明等传热面积分配方案性能较好。

关键词：核能海水淡化多效蒸馏

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零功率摇摆条件下自然循环试验回路中流动规律实验研究

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原子能科学技术 2014年第12期48卷 2243-2249页

作者：封贝贝杨星团刘志勇姜胜耀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

以清华大学研发的多用途小型堆NHR为基础,建立全尺寸、全参数1∶1自然循环试验回路研究零功率摇摆条件下自然循环的流动规律。通过分析几组不同摇摆运动下的实验结果,探讨了单自由度摇摆运动摆角幅值ψm和摇摆周期T对自然循环速度的影响... 详细信息

以清华大学研发的多用途小型堆NHR为基础,建立全尺寸、全参数1∶1自然循环试验回路研究零功率摇摆条件下自然循环的流动规律。通过分析几组不同摇摆运动下的实验结果,探讨了单自由度摇摆运动摆角幅值ψm和摇摆周期T对自然循环速度的影响,并给出自然循环流速波幅Vo和摇摆运动参数ψm与T之间的线性关系。研究结果表明:ψm对加热段两侧流速影响最为显著,Vo随ψm的变大而增大且两侧流速波动相位相差90°;Vo随T的增大而减小,流速波动相位差与T无关;在零功率摇摆条件下,流速波幅的平方V2o与ψm、频率平方w2d及当量摇摆半径Req的乘积呈线性关系。

关键词：零功率自然循环海洋条件实验研究

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HTR-10蒸汽发生器的建模及分析

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原子能科学技术 2021年第2期55卷 219-228页

作者：陈稳孙俊眭喆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

为开发适用于球床模块式高温气冷堆HTR-10的模拟机,采用一体化仿真支撑平台vPower建立了蒸汽发生器的实时热工水力模型。模型以传热方程为基础求解两侧工质及金属管壁的温度和焓,以流体网络为基础求解两侧工质的压力和流量。本文讨论了... 详细信息

为开发适用于球床模块式高温气冷堆HTR-10的模拟机,采用一体化仿真支撑平台vPower建立了蒸汽发生器的实时热工水力模型。模型以传热方程为基础求解两侧工质及金属管壁的温度和焓,以流体网络为基础求解两侧工质的压力和流量。本文讨论了3种节点划分方案,针对不同节点划分方案的适用范围提出了建议并采用96节点划分方案进行后续研究。此外,通过分析确认了模型在稳态工况下主要参数和分布参数的准确性和合理性,并在100%功率稳态工况的基础上模拟了氦气侧流量阶跃的场景,分析了模型中主要参数的变化过程。动态仿真结果表明,氦气流量阶跃会引起一、二次侧参数不同程度的变化,变化幅度与阶跃程度呈正比,且金属管壁和水侧热容、二次侧参数变化速率相对缓慢,模型再平衡时间较短,表明HTR-10采用的螺旋管式直流蒸汽发生器的热惯性相对较小。

关键词：高温气冷堆热工水力蒸汽发生器仿真

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小型核供热堆负荷跟踪瞬态和反应性事故过程稳压特性及其稳定性研究

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核动力工程 2016年第4期37卷 142-147页

作者：谢菲李金才解衡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

以清华大学的摩洛哥海水淡化项目(NHR-10)为原型,建立小型一体化自然循环核供热堆分析模型,分析负荷跟踪瞬态工况、反应性引入事故下,核供热堆稳压特性和稳定性。结果表明:一体化核供热堆的堆芯出口欠热度变化小,对于保证堆瞬态过程中... 详细信息

以清华大学的摩洛哥海水淡化项目(NHR-10)为原型,建立小型一体化自然循环核供热堆分析模型,分析负荷跟踪瞬态工况、反应性引入事故下,核供热堆稳压特性和稳定性。结果表明:一体化核供热堆的堆芯出口欠热度变化小,对于保证堆瞬态过程中堆芯内不发生沸腾十分有利;上部气室容积大小对于瞬态过程中上部气室压力变化趋势有影响;初始堆芯出口欠热度的大小对瞬变过程影响很小,对最终结果影响不大;从反应性扰动分析来看,一体化核供热堆压水运行方式时具有良好的稳定性。

关键词：核供热堆负荷跟踪稳定性

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