检索结果-内蒙古大学图书馆

AP1000核电站蒸汽发生器主给水管道双端断裂事故下第一跨空间三维流动特性数值模拟

科学技术与工程 2021年第4期21卷 1388-1393页

作者：魏承君陈子佳庞思敏赵海琦张钰浩国核电力规划设计研究院有限公司北京100095 华北电力大学核科学与工程学院北京102206 非能动核能安全技术北京市重点实验室北京102206

AP1000核电厂第一跨空间内布置了设备冷却水系统(component cooling water system,CCS)驱动泵,能够保证核电厂事故工况下设备冷却水系统、余热排出系统等关键安全系统的正常运行,从而保证核电厂安全。然而在蒸汽发生器主给水管道双端断... 详细信息

AP1000核电厂第一跨空间内布置了设备冷却水系统(component cooling water system,CCS)驱动泵,能够保证核电厂事故工况下设备冷却水系统、余热排出系统等关键安全系统的正常运行,从而保证核电厂安全。然而在蒸汽发生器主给水管道双端断裂事故下,大量的水会泄放到第一跨空间内,对第一跨空间内的关键设备造成严重威胁。因此,对AP1000核电站蒸汽发生器主给水管道双端断裂事故下第一跨空间内泄放流体三维流动特性进行数值模拟。采用ANSYS系列软件,建立第一跨空间三维模型,基于流体体积模型(volume of fluid model,VOF)计算冷却剂喷放事故下,第一跨空间内流动特性及水位变化规律。计算结果表明,破口水从入口进入第一跨空间后在5.334 m层漫流,绝大部分泄放水通过该层设置的预留开孔流出,部分水在该层堆积。但是,由于设置挡水沿,泄洪水并未漫流到0 m层与-3.8 m层,随着冷却剂喷放引发给水泵跳泵,第一跨空间内水位将逐渐下降,不会造成重要设备防水台的漫流淹没。计算结果对核电厂主要泄洪途径、关键设备布置设计与优化提供了数值参考。

关键词：第一跨空间蒸汽发生器给水管道断裂防水淹计算流体体积模型(VOF) AP1000

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机器学习预测Cs在缓冲材料和岩石上的分配系数

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核科学与技术 2023年第3期11卷 210-217页

作者：何文科陈涛华北电力大学核科学与工程学院北京华北电力大学非能动核能安全技术北京市重点实验室北京

缓冲材料和天然岩石是高放废物深层地质处置库多重屏障系统的重要组成部分。核素在缓冲材料和围岩中的分配系数(Kd)是处置库安全评价中的重要参数之一。本研究采用4种常见的基于树的机器学习集成算法预测Cs在缓冲材料和岩石上的Kd。结... 详细信息

缓冲材料和天然岩石是高放废物深层地质处置库多重屏障系统的重要组成部分。核素在缓冲材料和围岩中的分配系数(Kd)是处置库安全评价中的重要参数之一。本研究采用4种常见的基于树的机器学习集成算法预测Cs在缓冲材料和岩石上的Kd。结果表明,RF模型的预测性能最好,其中对准确预测Kd最敏感的因素是t。LSR、CEC和T对Kd的影响都很小。本工作证明了机器学习在促进高放废物处置库安全评价方面的应用前景。

关键词：机器学习吸附 Cs 分配系数安全评价

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池式快堆泵支承热变形简化计算方法研究

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核科学与技术 2023年第2期11卷 141-154页

作者：许海波隋丹婷陆道纲张钰浩刘雨华北电力大学核科学与工程学院北京非能动核能安全技术北京市重点实验室北京

池式快堆主容器的热钠池上部空间内的主泵、中间热交换器(IHX)、独立热交换器(DHX)等设备的支承结构贯穿主容器的上封头,钠池中的钠液面上方覆盖有氩气。在反应堆正常运行工况下,高温液钠通过自然对流、热辐射等方式将热量传递给这些上... 详细信息

池式快堆主容器的热钠池上部空间内的主泵、中间热交换器(IHX)、独立热交换器(DHX)等设备的支承结构贯穿主容器的上封头,钠池中的钠液面上方覆盖有氩气。在反应堆正常运行工况下,高温液钠通过自然对流、热辐射等方式将热量传递给这些上部结构。为了评估这些结构的完备性,需要计算它们的温度分布及热变形。目前一般采用数值模拟方法获得这些结构的温度场和热变形,而传统数值模拟需要建立三维模型,这将耗费大量计算资源和计算时间,而且计算结果往往难于获得实验验证。因此,在工程设计上迫切需要建立起一套快速便捷且经过实验验证的热钠池上部结构的温度场分布及热变形的计算方法。本研究提出了一套池式快堆泵支承温度分布及热变形简化计算方法,采用局部二维建模计算替代详细三维建模计算,有助于降低网格数量,显著节约计算资源。首先通过与快堆上部空间换热特性缩比试验的比较验证了该方法的合理性,进而采用同样的方法对池式快堆上部空间流动传热行为进行建模与分析。计算结果表明氩气空间内存在较明显的自然循环流动,主泵支承颈在相同高度下靠近堆芯的一侧的温度高于远离堆芯的一侧温度,且远离堆芯一侧的温度在高度方向上下降的更快。最后将得到的主泵支承颈的温度场用于热变形计算,为池式快堆泵支承结构热变形优化设计提供重要数值参考。

关键词：池式快堆泵支承二维简化计算方法温度场热变形

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SCO₂布雷顿循环耦合海水淡化系统的优化

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核科学与技术 2023年第2期11卷 127-132页

作者：滕一非陆道纲隋丹婷华北电力大学核科学与工程学院北京非能动核能安全技术北京市重点实验室北京

超临界二氧化碳布雷顿循环由于其紧凑的系统布置和较高的热电转换效率,是非常有前景的新型核动力系统热电转换装置的技术方案。在传统的布雷顿循环中,超临界二氧化碳在进入压缩机前需要冷却,因此在系统中存在废热。本文研究用于小型铅... 详细信息

超临界二氧化碳布雷顿循环由于其紧凑的系统布置和较高的热电转换效率,是非常有前景的新型核动力系统热电转换装置的技术方案。在传统的布雷顿循环中,超临界二氧化碳在进入压缩机前需要冷却,因此在系统中存在废热。本文研究用于小型铅冷快堆的能量转换系统,将海水淡化装置与超临界二氧化碳布雷顿循环耦合,进行废热利用,扩展能量转换系统的多用途应用方向,实现淡水生产,提高系统总体的效率。

关键词：超临界二氧化碳布雷顿再压缩循环海水淡化

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考虑一二回路耦合的核电站凝结水泵跳闸工况分析

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核科学与技术 2023年第2期11卷 119-126页

作者：黄俊文陆道纲隋丹婷于倩周思龙华北电力大学核科学与工程学院北京非能动核能安全技术北京市重点实验室北京

凝结水系统是核电站二回路的主要组成部分之一,丧失凝结水会导致除氧器水位降低,进而导致给水泵跳闸,影响SG水位。核电站目前对于凝结水泵跳闸的控制策略是快速降负荷以减少核岛对主给水量的需求,稳定除氧器和SG水位。本文以先进压水堆A... 详细信息

凝结水系统是核电站二回路的主要组成部分之一,丧失凝结水会导致除氧器水位降低,进而导致给水泵跳闸,影响SG水位。核电站目前对于凝结水泵跳闸的控制策略是快速降负荷以减少核岛对主给水量的需求,稳定除氧器和SG水位。本文以先进压水堆AP1000为例,通过FLOWNEX和RELAP软件将一二回路进行耦合计算,对凝结水泵跳闸后未降负荷工况进行分析计算。计算结果表明,凝结水泵跳泵后,除氧器水位会以0.009 m/s的速率下降,在运行148 s后,给水泵由于除氧器触发低低水位而跳闸,主给水完全丧失。在主给水完全丧失后38 s (运行186 s),反应堆因SG水位低低而发生停堆。如果SG水位保护系统未响应,主给水流量与主蒸汽流量不匹配,有在主给水完全丧失之前因SG水位低低而停堆的风险。

关键词： FLOWNEX RELAP5 AP1000 凝结水泵故障

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严重事故下混合气体与壁面对流传热模型研究

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核科学与工程 2023年第4期43卷 875-881页

作者：王煦陈娟王钦王升飞熊望耿风翔宁可华北电力大学核科学与工程学院非能动核能安全技术北京重点实验室北京102206 海装沈阳局驻葫芦岛地区某军事代表室辽宁葫芦岛125000

反应堆严重事故下堆芯熔化发生锆水反应产生大量氢气,若一回路边界破裂,以氢气、水蒸气为主的混合气体进入安全壳内,将与安全壳内壁等结构壁面发生对流换热。本文对Melcor,Gasflow以及Contain三种严重事故模拟软件的对流换热计算模型与... 详细信息

反应堆严重事故下堆芯熔化发生锆水反应产生大量氢气,若一回路边界破裂,以氢气、水蒸气为主的混合气体进入安全壳内,将与安全壳内壁等结构壁面发生对流换热。本文对Melcor,Gasflow以及Contain三种严重事故模拟软件的对流换热计算模型与通用对流传热模型进行分析对比:Melcor,Contain的单相对流换热模型是通用对流换热模型的简化,其中Melcor的流态划分比Contain更细致,而Gasflow则采用雷诺比拟模型;对于相变对流换热,Melcor采用基于液膜跟踪模型的相变对流换热模型,临界雷诺数不同于通用模型且湍流换热关联式复杂,Contain在通用模型的基础上添加了蒸发修正与不可凝气体修正,Gasflow采用的是雷诺比拟方法。此外,本文还以Conan冷凝对流换热实验为例进行对比分析,模拟发现:Gasflow模拟结果与实验数据的吻合度相对较高;Melcor与Contain模拟结果较为相似,但与实验结果之间存在差异。

关键词：安全壳严重事故对流换热模型

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液态金属堆内小长径比同轴双层薄壁结构的流固耦合试验研究

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核科学与工程 2024年第1期44卷 25-32页

作者：朱宇轩陆道纲刘强李东昊张超凡王明政刘雨华北电力大学核科学与工程学院北京102206 非能动核能安全技术北京市重点实验室北京102206 中国原子能科学研究院反应堆工程技术研究部北京102413

池式液态金属堆的主容器与热屏之间具有狭窄的流体间隙,该结构属于含窄缝间隙的小长径比同轴双层柔性壳体。窄缝间隙中流体与结构之间相互作用产生的流固耦合效应在抗震分析时必须加以考虑。现有研究主要针对长径比较大和流体间隙相对... 详细信息

池式液态金属堆的主容器与热屏之间具有狭窄的流体间隙,该结构属于含窄缝间隙的小长径比同轴双层柔性壳体。窄缝间隙中流体与结构之间相互作用产生的流固耦合效应在抗震分析时必须加以考虑。现有研究主要针对长径比较大和流体间隙相对较大的圆柱壳体,对于小长径比和极小流体间隙的同轴柔性壳体研究较为缺乏。本文参考液态金属反应堆的结构设计了三种不同尺寸的窄缝间隙,开展窄缝间隙条件小长径比同轴双层壳体模型的振动试验,测量结构在不同间隙尺寸下的加速度,得到模态频率和主要振型。然后,使用有限元法进行模态分析,通过与试验结果的对比,验证了有限元法的准确性。最后,计算出不同间隙尺寸下模型的附加质量;且随着间隙尺寸的减小,模型附加质量随之增大。本研究可为类似的含窄缝小长径比同轴双层柔性壳体结构的抗震设计提供数据支持,对于液态金属堆的抗震分析具有重要意义。

关键词：流固耦合试验液态金属反应堆附加质量有限元法双层柔性壳体

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基于膨胀变换的单相自然循环动态比例分析方法研究

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核科学与工程 2023年第5期43卷 1064-1072页

作者：李向宾徐嘉宁刘宇生杨帅冯明聪吴樵华北电力大学核科学与工程学院北京102206 非能动核能安全技术北京市重点实验室北京102206 生态环境部核与辐射安全中心北京100082 俄勒冈州立大学科瓦利斯97331美国

为进一步深入了解动态系统比例分析理论,以单相自然循环系统为研究对象,研究了基于膨胀变换的新型动态比例分析方法,获得了固定长度比例下不同膨胀数所对应的相似数组,并利用RELAP5程序计算了简单矩形环路内对应工况时的自然循环特性,... 详细信息

为进一步深入了解动态系统比例分析理论,以单相自然循环系统为研究对象,研究了基于膨胀变换的新型动态比例分析方法,获得了固定长度比例下不同膨胀数所对应的相似数组,并利用RELAP5程序计算了简单矩形环路内对应工况时的自然循环特性,分析了对应关键参数及相似准则数的变化规律。结果发现:在大部分工况下,整个动态过程中模型和原型系统的质量流量误差与冷热段温差误差均在较小范围内;当膨胀数由0.5到1.0增大的过程中,缩比工况的归一化质量流量与归一化温差变化趋势与原型工况逐渐接近,同时流量误差与温差误差均逐渐减小。基于单一膨胀数方法所得的自然循环相似准则数组中,热源数是决定性准则数,而理查森数和斯坦顿数均为非决定性准则数。

关键词：膨胀变换动态比例分析单相自然循环比例偏差

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常见软饮料中总α、总β放射性水平调查

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中国辐射卫生 2015年第4期24卷 336-337页

作者：陈涛杨育珍华北电力大学核科学与工程学院非能动核能安全技术北京市重点实验室北京102206

目的调查常见软饮料中总α、总β放射性水平,为核应急时的食物与饮用水控制积累经验。方法将饮料样品蒸发浓缩、炭化、灰化,制成粉末源,利用低本底α/β检测仪测量其放射性水平。结果所检测的饮料中总α比活度范围为0.004-0.198 Bq/L,... 详细信息

目的调查常见软饮料中总α、总β放射性水平,为核应急时的食物与饮用水控制积累经验。方法将饮料样品蒸发浓缩、炭化、灰化,制成粉末源,利用低本底α/β检测仪测量其放射性水平。结果所检测的饮料中总α比活度范围为0.004-0.198 Bq/L,总β比活度范围为0.043-6.212 Bq/L。结论所检测的饮料是安全的,较高的总β比活度来源于饮料中含钾元素的添加剂。

关键词：饮料放射性总α 总β

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基于两区模型的钠冷快堆无保护失流事故

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科学技术与工程 2019年第6期19卷 116-121页

作者：郭超陆道纲刘卢果何航行徐良剑沈才芬中国核动力研究设计院成都610213 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 华北电力大学核科学与工程学院北京102206 华北电力大学非能动核能安全技术北京重点实验室北京102206

为了研究钠冷快堆的固有安全性,研究了适用于钠冷快堆系统分析的理论模型,根据钠冷快堆的特点开发了钠冷快堆系统分析程序。针对钠池温度计算不准确问题,提出了两区模型。利用三维模型计算钠池主流区,采用提出的两区模型计算钠池温度的... 详细信息

为了研究钠冷快堆的固有安全性,研究了适用于钠冷快堆系统分析的理论模型,根据钠冷快堆的特点开发了钠冷快堆系统分析程序。针对钠池温度计算不准确问题,提出了两区模型。利用三维模型计算钠池主流区,采用提出的两区模型计算钠池温度的瞬态响应。选取了美国实验增殖反应堆(EBR-Ⅱ)的无保护失流事故实验进行计算对比分析,采用三维钠池模型对钠池流场进行计算和分析,采用两区模型有效地计算了钠池温度瞬态响应。程序计算的事故瞬态结果与实验结果符合较好,验证了SAC程序进行快堆瞬态计算的准确性,同时证明了利用金属燃料的钠冷快堆的固有安全性。

关键词：钠冷快堆安全分析失流事故固有安全性

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