检索结果-内蒙古大学图书馆

原子能科学技术 2023年第2期57卷 302-312页

作者：邓强王航彭敏俊王晓昆徐仁义哈尔滨工程大学核科学与技术学院黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工程大学核安全与先进核能技术实验室黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工程大学核安全与仿真技术国防重点学科实验室黑龙江哈尔滨150001

核动力装置是复杂的系统工程且具有潜在的放射性危险,因此要及时发现并处理其事故问题,避免造成严重后果。为建立核动力装置事故诊断方法,对操纵员的安全分析提供新的辅助手段,提出了一种基于时间卷积胶囊网络的核动力装置事故诊断方法... 详细信息

核动力装置是复杂的系统工程且具有潜在的放射性危险,因此要及时发现并处理其事故问题,避免造成严重后果。为建立核动力装置事故诊断方法,对操纵员的安全分析提供新的辅助手段,提出了一种基于时间卷积胶囊网络的核动力装置事故诊断方法。首先通过时间卷积核提取数据的时序信息,并降低计算难度,然后通过胶囊网络挖掘数据的深度向量特征,能够最大化利用运行信息中的数据特征,在事故数据较少的情况下也能得到很好的收敛效果,最后通过核动力装置全范围仿真模拟机获取事故仿真数据对模型进行训练和测试。研究结果表明,在核动力模拟机事故数据较少的情况下,相比于传统的深度学习方法,时间卷积胶囊网络模型有更好的收敛效果和诊断准确性。

关键词：核动力系统事故诊断胶囊网络时间卷积网络

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基于多物理耦合的高温热管流动传热和力学特性研究

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原子能科学技术 2024年第1期58卷 60-68页

作者：焦广慧代丽红夏庚磊王建军彭敏俊哈尔滨工程大学核安全与仿真技术国防重点学科实验室黑龙江哈尔滨150001 中国舰船研究设计中心湖北武汉430064

研究高温碱金属热管内工质的流动、传热和力学特性,对热管冷却反应堆的安全具有重要意义。本文采用COMSOL Multiphysics有限元软件构建了高温碱金属热管的多物理耦合模型,针对热管内工质的流动传热特性以及管壁的热膨胀效应进行了数值... 详细信息

研究高温碱金属热管内工质的流动、传热和力学特性,对热管冷却反应堆的安全具有重要意义。本文采用COMSOL Multiphysics有限元软件构建了高温碱金属热管的多物理耦合模型,针对热管内工质的流动传热特性以及管壁的热膨胀效应进行了数值模拟研究。结果表明:本文模型的计算结果与实验值的相对误差小于1%,可准确模拟高温热管的流动传热特性;在额定功率下,沿轴向的压力梯度和温度梯度较小,说明热管具有较好的等温性,但相比于冷态有最大1.75%的总形变;热管的传输功率提高会显著影响热管内工质的运行状态,同时加大热管的形变量。

关键词：碱金属热管两相流动传热固体力学多物理耦合

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华龙一号设备冷却水系统多目标优化设计

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原子能科学技术 2025年第3期59卷 616-624页

作者：赵伟光于沛曾晓波范广铭阎昌琪哈尔滨工程大学核科学与技术学院黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工程大学核安全与仿真技术国防重点科学实验室黑龙江哈尔滨150001 中国核电工程有限公司北京100840

为了改进华龙一号核岛冷链系统中的设备冷却水系统设计裕量大,解决该系统冷源利用率低和经济性较差的问题,根据系统热负荷传递逻辑和系统设计与运行特点,建立了设备冷却水系统性能指标评价数学模型,以重量、体积、系统投资费用与系统能... 详细信息

为了改进华龙一号核岛冷链系统中的设备冷却水系统设计裕量大,解决该系统冷源利用率低和经济性较差的问题,根据系统热负荷传递逻辑和系统设计与运行特点,建立了设备冷却水系统性能指标评价数学模型,以重量、体积、系统投资费用与系统能耗为优化目标,通过开发的优化算法进行了多目标优化,并讨论了设备冷却水系统的部分指标变化对4个目标的影响。研究结果表明,在满足冷链系统性能指标需求的前提下,通过优化算法寻找设备冷却水系统温度、压力与大流量设备的流量的组合,找到了4个目标相对最优的方案。该优化设计方案不仅能够有效解决设备冷却水系统在设计时存在的问题,还有效地提高华龙一号设备冷却水系统的经济性,减小设备在厂房中占用的空间,具有实际的工程意义,为后续华龙一号冷链系统的研究和设计方案开发提供了参考。

关键词：华龙一号设备冷却水系统经济性多目标优化性能指标评价模型

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几何参数对含空气蒸汽冷凝影响的数值分析

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原子能科学技术 2022年第10期56卷 2069-2077页

作者：肖家禹孙中宁李荣绩李文涛丁铭曹夏昕边浩志哈尔滨工程大学核安全与仿真技术国防重点学科实验室黑龙江哈尔滨150001

含空气蒸汽冷凝是反应堆失水事故时安全壳内重要的热工水力现象。已有研究多关注气体压力、温度等热工参数对传热特性的影响,而对几何参数的影响及其作用原理分析较少。采用三维CFD数值模拟方法,基于扩散边界层冷凝机理模型研究了管径(4... 详细信息

含空气蒸汽冷凝是反应堆失水事故时安全壳内重要的热工水力现象。已有研究多关注气体压力、温度等热工参数对传热特性的影响,而对几何参数的影响及其作用原理分析较少。采用三维CFD数值模拟方法,基于扩散边界层冷凝机理模型研究了管径(4~60 mm)、管长(0.1~7 m)及倾角(0°~90°)对含空气蒸汽冷凝传热特性的影响。结果表明,管径、管长及倾角均对含空气蒸汽冷凝传热特性有显著影响。平均冷凝传热系数随管径的增大而减小;随管长的增长先减小后增大,3 m左右达到最小值;随倾角的增大而增大。局部冷凝传热系数沿管长方向先迅速减小后缓慢增大。倾斜布置时,迎流面产生明显传热强化,向两侧逐渐减弱,背流面存在一定的传热抑制。

关键词：不凝性气体凝结管径管长倾角数值模拟

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高保真中子输运计算的多级加速理论及应用

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原子能科学技术 2022年第2期56卷 296-307页

作者：郝琛朱雁凌康乐李佩军周晓宇哈尔滨工程大学核安全与仿真技术国防重点学科实验室黑龙江哈尔滨150001

为解决高保真中子输运计算耗时严重的问题,本文提出了多级加速理论。其中,针对迭代求解过程,采用迭代加速的思路,即通过等价的低分辨率系统加速以减少迭代次数;针对瞬态求解,采用时间步加速方法,通过建立多级预估校正系统,实现在大时间... 详细信息

为解决高保真中子输运计算耗时严重的问题,本文提出了多级加速理论。其中,针对迭代求解过程,采用迭代加速的思路,即通过等价的低分辨率系统加速以减少迭代次数;针对瞬态求解,采用时间步加速方法,通过建立多级预估校正系统,实现在大时间步长下开展准确的高保真中子输运计算。最终引入不同分辨率系统的概念,将时间步加速方法与迭代加速方法整合形成一套完整的多级加速理论,并将其应用到精细化中子物理计算程序HNET中。采用典型瞬态基准题验证HNET程序加速效果。数值结果表明:多级加速理论能够在保证高保真中子输运计算精度的同时,极大地提升计算效率。

关键词：精细化中子输运计算多级加速理论迭代加速时间步加速

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基于自适应代理模型的非能动系统可靠性分析

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哈尔滨工程大学学报 2024年第2期45卷 383-389页

作者：王晨阳夏庚磊彭敏俊徐青蓝陈果哈尔滨工程大学核安全与仿真技术国防重点学科实验室黑龙江哈尔滨150001 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

许多先进反应堆采用非能动设计来提高安全性,开展可靠性分析研究是推动其广泛应用的重要环节。由于非能动安全系统依赖于自然循环等物理法则实现系统功能,更容易受到不确定性因素的影响。热工水力过程失效是导致非能动系统失效的主要原... 详细信息

许多先进反应堆采用非能动设计来提高安全性,开展可靠性分析研究是推动其广泛应用的重要环节。由于非能动安全系统依赖于自然循环等物理法则实现系统功能,更容易受到不确定性因素的影响。热工水力过程失效是导致非能动系统失效的主要原因,而传统的故障树等方法无法分析这类失效概率。本文通过热工水力结果训练代理模型,并基于自适应抽样策略有效减少热工水力程序调用次数,通过高度非线性测试函数验证了算法的计算效率,并应用于某一体化压水堆的非能动余热排出系统。计算结果表明:采用自适应克里金模型相比于传统蒙特卡罗与传统克里金模型方法具有更高的计算效率。

关键词：非能动安全系统可靠性代理模型概率安全分析一体化压水堆 RELAP5 自适应抽样

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冷凝冲刷条件下壁面气溶胶去除特性实验研究

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原子能科学技术 2023年第11期57卷 2110-2119,I0001页

作者：孙庆洋谷海峰李精精周艳民张智刚王效鄂鑫诺李韬哈尔滨工程大学核安全与仿真技术国防重点学科实验室黑龙江哈尔滨150001 中国核电工程有限公司北京100840

核反应堆发生放射性泄漏的严重事故后,弥散在安全壳气相空间的放射性气溶胶等物质会在墙壁、设备表面或地面等位置沉积。蒸汽冷凝液的冲刷去除是沉积放射性气溶胶颗粒离开壁面并再次迁移的主要途径之一,掌握沉积气溶胶颗粒的去除迁移规... 详细信息

核反应堆发生放射性泄漏的严重事故后,弥散在安全壳气相空间的放射性气溶胶等物质会在墙壁、设备表面或地面等位置沉积。蒸汽冷凝液的冲刷去除是沉积放射性气溶胶颗粒离开壁面并再次迁移的主要途径之一,掌握沉积气溶胶颗粒的去除迁移规律,对于核事故后的放射性分析评价有重要意义。本文针对冷凝环境下壁面沉积的不可溶气溶胶去除特性展开实验研究,通过测量冲刷去除的气溶胶质量变化,探究壁面倾斜角度、冷凝速率和沉积密度等变量对气溶胶颗粒去除特性的影响,总结了不同工况环境下的沉积气溶胶的质量去除规律及去除份额。本研究可为放射性气溶胶迁移模型验证及优化提供支持。

关键词：气溶胶去除冲刷冷凝严重事故

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压力驱动的毛细管内气体流动特性数值研究

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原子能科学技术 2023年第1期57卷 74-83页

作者：王辉邢继孙中宁谷海峰孙晓晖王一博哈尔滨工程大学核安全与仿真技术国防重点学科实验室黑龙江哈尔滨150001 中国核电工程有限公司北京100840

安全壳缝隙内气溶胶的输运与滞留与缝隙内的气体流动密切相关。为利用现有的气溶胶穿透系数关系式评估事故后缝隙内的气溶胶滞留效率,以毛细管为代表性缝隙,基于一维可压缩绝热流动方程提出了一种压力驱动的气体流动计算方法,能够计算... 详细信息

安全壳缝隙内气溶胶的输运与滞留与缝隙内的气体流动密切相关。为利用现有的气溶胶穿透系数关系式评估事故后缝隙内的气溶胶滞留效率,以毛细管为代表性缝隙,基于一维可压缩绝热流动方程提出了一种压力驱动的气体流动计算方法,能够计算气流的亚音速、临界音速与壅塞状态。采用代表性的毛细管流动特性实验和计算流体力学(CFD)方法对本文提出的计算方法进行验证,结果显示流动变化趋势一致,气体流量与实验值相比绝大部分偏差小于10%,证明了一维计算方法的准确性与合理性,且效率优于CFD方法。在此基础上分析了毛细管两侧压差和内径对气体流动的影响,得到了不同内径毛细管内质量流量随压差的变化规律。本文研究结果可以为缝隙内气溶胶的滞留评估奠定技术基础,后续将拓展该计算方法至压力驱动的毛细管内多组分气体流动的模拟。

关键词：毛细管压力驱动气体流动数值方法

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小冷凝速率下亚微米气溶胶自然沉积实验研究

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原子能科学技术 2023年第11期57卷 2129-2137页

作者：陈君岩高璞珍谷海峰于明锐李精精周艳民于汇宇鄂鑫诺哈尔滨工程大学核安全与仿真技术国防重点学科实验室黑龙江哈尔滨150001 中国核电工程有限公司北京100840

为了研究小型反应堆在事故后亚微米气溶胶自然沉积行为,自主搭建了实验平台并开展了小冷凝速率下的相关实验。研究中发现蒸汽份额的提升对气溶胶基础的重力沉降过程存在促进作用,压力提升存在抑制作用;泳动去除机制的贡献占比随着蒸汽... 详细信息

为了研究小型反应堆在事故后亚微米气溶胶自然沉积行为,自主搭建了实验平台并开展了小冷凝速率下的相关实验。研究中发现蒸汽份额的提升对气溶胶基础的重力沉降过程存在促进作用,压力提升存在抑制作用;泳动去除机制的贡献占比随着蒸汽冷凝速率的提升而增加;冷凝速率较小时,热泳沉积机制在泳动去除机制中的占比可忽略不计;扩散泳S/W模型的适用性提高至385 K,当蒸汽密度和压力再增加时,实验所得亚微米气溶胶的扩散泳沉降速率高于S/W模型预测结果,根据蒸汽冷凝相关理论提出了修正系数。吸湿性气溶胶更容易在蒸汽冷凝条件下被扩散蒸汽夹带去除,3种扩散泳计算模型均无法准确预测吸湿性气溶胶的沉降过程。

关键词：小型化反应堆小蒸汽冷凝速率自然沉积亚微米气溶胶吸湿性气溶胶

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外延分区耦合瞬态计算流体力学计算技术

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哈尔滨工程大学学报 2022年第12期43卷 1698-1705页

作者：张历轩陈广亮田兆斐钱浩李瑞哈尔滨工程大学核安全与仿真技术重点学科实验室黑龙江哈尔滨150001

针对典型压水堆堆芯细长流道数目多、结构复杂,耗用计算资源与时间极大的问题,本文开发了外延分区耦合瞬态流体力学计算技术。而改进后的外延分区耦合瞬态流体力学计算技术则可实时获取上游子域边界条件,优化子域划分方案。研究表明:经... 详细信息

针对典型压水堆堆芯细长流道数目多、结构复杂,耗用计算资源与时间极大的问题,本文开发了外延分区耦合瞬态流体力学计算技术。而改进后的外延分区耦合瞬态流体力学计算技术则可实时获取上游子域边界条件,优化子域划分方案。研究表明:经验证分析所设计方案在堆芯瞬态热工水力计算中高效且温度、压降预测准确、流速最大误差率不超过0.7%,均方根误差均小于0.02。研究极大地降低了单次计算负荷,具备工程应用前景,对确定堆芯薄弱环节、优化特征结构、提升安全及经济性等具有重大意义。

关键词：压水堆堆芯棒束燃料组件计算流体力学分段求解技术外延分区耦合瞬态精细化流场模拟

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