检索结果-内蒙古大学图书馆

核动力工程 2025年第2期46卷 186-192页

作者：牛振锋李桐李江宽刘永超吕为谭思超田瑞峰哈尔滨工程大学黑龙江省核动力装置性能与设备重点实验室哈尔滨150001 哈尔滨工程大学核安全与先进核能技术工信部重点实验室哈尔滨150001

为提高核电厂反应堆功率与蒸汽发生器水位的协调控制精度,本研究提出了一种基于双延迟深度确定性策略梯度(TD3)算法的多智能体强化学习协调控制框架,在该框架中,不同子任务被分配给相应的智能体,各智能体相互配合以准确协调反应堆功率... 详细信息

为提高核电厂反应堆功率与蒸汽发生器水位的协调控制精度,本研究提出了一种基于双延迟深度确定性策略梯度(TD3)算法的多智能体强化学习协调控制框架,在该框架中,不同子任务被分配给相应的智能体,各智能体相互配合以准确协调反应堆功率和蒸汽发生器水位。通过一系列仿真实验,评估了该框架在不同工况下的性能表现,结果表明,多智能体控制框架在多种功率切换工况下显著提高了控制速度和稳定性,其超调量和控制时间均优于传统比例积分微分(PID)控制器,证明了该框架的有效性和优越性;此外,该框架在未经训练的新工况中也表现出优异的泛化能力,能够有效改善反应堆功率的协调控制精度与稳定性。

关键词： RELAP5协调控制反应堆功率控制蒸汽发生器水位控制多智能体强化学习双延迟深度确定性策略梯度(TD3)

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开式自然循环系统排热功率提升实验研究

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工程热物理学报 2025年第1期46卷 170-176页

作者：刘丰孙中宁孟兆明张家珲张胜男黑龙江省核动力装置性能与设备重点实验室哈尔滨150001 哈尔滨工程大学核科学与技术学院哈尔滨150001

华龙一号的非能动安全壳冷却系统采用开式自然循环系统导出事故下产生的余热。为优化自然循环系统的排热性能,本研究基于大尺寸开式自然循环实验装置,在安全壳模拟体的低压条件下开展排热功率优化实验。研究了回路上升段注气和冷却水箱... 详细信息

华龙一号的非能动安全壳冷却系统采用开式自然循环系统导出事故下产生的余热。为优化自然循环系统的排热性能,本研究基于大尺寸开式自然循环实验装置,在安全壳模拟体的低压条件下开展排热功率优化实验。研究了回路上升段注气和冷却水箱降水位等改进方案对排热功率的提升效果。实验结果表明,水箱降水位和上升段注气均可在提升系统排热功率的同时有效增强自然循环的稳定性。回路上升段内注气对于含气率的提升效果明显强于闪蒸。降低水箱水位可使回路状态逐渐趋于稳定闪蒸,排热功率相比原型最高可提升约86%。在水箱降水位配合上升段注气的改进方案下,系统排热功率最高可增加至原型的2.2倍。

关键词：自然循环闪蒸流动不稳定性非能动安全壳冷却系统

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窄矩形通道高过冷沸腾流动与传热模型分析

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哈尔滨工程大学学报 2025年第2期46卷 374-382页

作者：刘可心闫震徐建军丁雷丁铭曹夏昕哈尔滨工程大学黑龙江省核动力装置性能与设备重点实验室黑龙江哈尔滨150001 中国核动力研究设计院四川成都610041

为了探究高过冷沸腾条件下板状燃料元件冷却剂通道内的流动换热问题,针对窄矩形通道内的高过冷沸腾现象开展了实验研究。在0.2 MPa压力下的窄矩形通道内,对过冷度为25~50℃且质量流速为400~700 kg/(m^(2)·s)的去离子水单面加热至沸... 详细信息

为了探究高过冷沸腾条件下板状燃料元件冷却剂通道内的流动换热问题,针对窄矩形通道内的高过冷沸腾现象开展了实验研究。在0.2 MPa压力下的窄矩形通道内,对过冷度为25~50℃且质量流速为400~700 kg/(m^(2)·s)的去离子水单面加热至沸腾,壁面热流密度为70~375 kW/m^(2),出口空泡份额为0.0029~0.0838。采用压差传感器和K型铠装热电偶分别获取实验段内压降数据和壁面温度数据。基于实验数据对文献中关于两相流动和沸腾换热的经验关系式进行评价,结果显示:已有的沸腾换热系数和两相摩擦压降模型对高过冷沸腾的预测能力较差。建立了适用于窄矩形通道内高过冷沸腾情况下的沸腾换热系数和两相摩擦压降预测模型,本文模型对沸腾换热系数和两相摩擦压降预测的平均绝对误差分别为12.45%和16.72%,精度优于已有模型。通过与文献中的实验数据对比进一步验证了本文模型的可靠性。

关键词：窄矩形通道高过冷沸腾两相换热系数两相摩擦压降传热模型分相流模型均相流模型实验研究

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基于POD及神经网络的蒸汽发生器传热管内温度场的快速重构技术研究

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核动力工程 2025年第2期46卷 90-97页

作者：张贺梁彪王博谭思超韩蕊李江宽田瑞峰哈尔滨工程大学黑龙江省核动力装置性能与设备重点实验室哈尔滨150001 哈尔滨工程大学核科学与技术学院哈尔滨150001

套管式直流蒸汽发生器的二次侧流域涉及到复杂的两相流动,数值模拟方法虽然能够精准地进行仿真计算,但其计算速度缓慢,对于多工况、瞬态条件下的计算耗时长,计算资源占用较大。模型降阶是一种将复杂系统转化为一个近似简化系统的方法,... 详细信息

套管式直流蒸汽发生器的二次侧流域涉及到复杂的两相流动,数值模拟方法虽然能够精准地进行仿真计算,但其计算速度缓慢,对于多工况、瞬态条件下的计算耗时长,计算资源占用较大。模型降阶是一种将复杂系统转化为一个近似简化系统的方法,能够在保留原系统主要特征的同时实现快速计算。本研究采用本征正交分解(POD)方法对换热管内温度场进行模型降阶,截取有限模态对原复杂系统进行投影获取模态系数,应用神经网络方法捕捉长短期时序模态系数分布规律。研究结果表明,预测重构温度场误差在15%范围内,且预测速度相较于数值模拟方法能够提升4个数量级。因此,本研究建立的模型降阶耦合神经网络的预测方法能够用于套管内温度场的快速预测,为其内部热工水力分析提供支撑。

关键词：温度场模型降阶神经网络快速预测

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环形螺旋十字燃料元件流动与换热特性的数值模拟分析

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核动力工程 2025年第1期46卷 107-115页

作者：何兴程杰吴迪赵文斌王建军哈尔滨工程大学核科学与技术学院哈尔滨150001 哈尔滨工程大学黑龙江核动力装置性能与设备重点实验室哈尔滨150001

螺旋十字燃料作为一种较为新型的燃料元件,由于其独特的强搅混作用和自支撑等优点而受到广泛关注,但是仍存在中心温度偏高等问题。为解决相关问题,本文提出一种环形螺旋十字燃料,并采用数值模拟的方法研究其内部的流动与换热特性。结果... 详细信息

螺旋十字燃料作为一种较为新型的燃料元件,由于其独特的强搅混作用和自支撑等优点而受到广泛关注,但是仍存在中心温度偏高等问题。为解决相关问题,本文提出一种环形螺旋十字燃料,并采用数值模拟的方法研究其内部的流动与换热特性。结果表明,功率计算采用余弦分布的方法会存在轴向功率梯度太大等问题,也会导致计算得到的燃料元件最高温度比实际情况下偏高。此外,相比于螺旋十字燃料,环形螺旋十字燃料具有更强的搅混作用和更低的燃料元件最高温度;并且,入口速度的增加可以进一步加强冷却剂之间的搅混作用从而增强换热能力,但入口温度以及功率密度对搅混作用的影响较小。在燃料元件温度分布方面,环形螺旋十字燃料元件在不同高度处的最高温度位置会受到冷却剂横向速度大小的影响,在冷却剂横向速度大的位置,对燃料元件的换热更强,因此此处的燃料元件温度更低。

关键词：环形螺旋十字燃料螺旋十字燃料最高温度横向速度

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基于SSA-LSTM的海洋条件下稳压器液位回归预测研究

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核动力工程 2025年第2期46卷 293-299页

作者：李东阳权紫轩张彪李江宽谭思超田瑞峰哈尔滨工程大学黑龙江省核动力装置性能与设备重点实验室哈尔滨150001 哈尔滨工程大学核安全与先进核能技术工信部重点实验室哈尔滨150001 武汉第二船舶设计研究所武汉430062

为保证核动力装置在海洋环境下的安全运行,有必要建立一套计算模型获得稳压器内的实时液位。通过搭建实验系统采集相关数据,采用基于麻雀搜索算法(SSA)优化长短期记忆(LSTM)神经网络(SSA-LSTM),根据测得的压力、运动姿态等关键参数建立... 详细信息

为保证核动力装置在海洋环境下的安全运行,有必要建立一套计算模型获得稳压器内的实时液位。通过搭建实验系统采集相关数据,采用基于麻雀搜索算法(SSA)优化长短期记忆(LSTM)神经网络(SSA-LSTM),根据测得的压力、运动姿态等关键参数建立液位回归预测模型。研究结果表明,所建立的液位回归预测模型预测精度优秀,明显优于其他传统神经网络。此外,该模型的泛化能力良好,对于新鲜样本的预测精度也较高,将其集成到控制系统中可实时输出稳压器液位,从而提高海洋条件下核动力装置运行的安全性,并为后续核动力装置的智能运维提供参考。

关键词：海洋条件麻雀搜索算法(SSA) 长短期记忆(LSTM)神经网络液位回归预测

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管内蒸汽冷凝过程关键热力学参数分布特征

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中国电机工程学报 2025年第6期45卷 2274-2284,I0020页

作者：王昱乾王卫良曹夏昕黑龙江省核动力装置性能与设备重点实验室(哈尔滨工程大学) 黑龙江省哈尔滨市150000 能源电力研究中心(暨南大学国际能源学院) 广东省珠海市519000

受限于管道尺寸、液膜易受损以及测点大小等多方面因素,当前管内冷凝实验研究可获取数据的密度较低,周向测点数不足以支撑周向分布特征的建立。为此,该文在周向和轴向2个方向上完成凝结液流动及冷凝相变的控制方程组的推导,利用编程建... 详细信息

受限于管道尺寸、液膜易受损以及测点大小等多方面因素,当前管内冷凝实验研究可获取数据的密度较低,周向测点数不足以支撑周向分布特征的建立。为此,该文在周向和轴向2个方向上完成凝结液流动及冷凝相变的控制方程组的推导,利用编程建立管内蒸汽冷凝现象关键热力学参数多维分布特征的数学求解模型,并通过与实验数据和经验公式的对比验证模型的可靠性。基于计算结果完善冷凝过程中关键热力学参数的多维分布特性,分析倾斜角度和相间剪切力等因素对管内蒸汽冷凝过程计算的影响。结果表明:对于非竖直状态下圆管内蒸汽凝结换热而言,液膜区域的蒸汽凝结量在总凝结量中的占比始终保持在99%以上,因此在计算中可以忽略液池区域的蒸汽凝结;对于倾斜角度小于等于15°的工况,液池区域的凝结液流量在总质量流量中的占比在除入口段外均保持在97%以上,可以在限定条件下将液池区域假设为凝结液流动区域。该文研究结果可为简化管内蒸汽凝结换热计算问题提供一定依据和思路。

关键词：凝结换热传热传质数学求解剪切力周向分布

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新型启动分离器分离特性的模拟及试验研究

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核动力工程 2025年

作者：张子为陈晨孟兆明曹安董传昌哈尔滨工程大学核科学与技术学院哈尔滨工程大学黑龙江省核动力装置性能与设备重点实验室

为提高启动分离器的分离效率，优化分离性能，本文设计一个带有波纹板分离结构的新型启动分离器为研究对象，对新型启动分离器的分离特性开展了模拟及试验研究。使用软件Fluent进行数值模拟计算，采用整体模拟加局部等效的模拟方法。通... 详细信息

为提高启动分离器的分离效率，优化分离性能，本文设计一个带有波纹板分离结构的新型启动分离器为研究对象，对新型启动分离器的分离特性开展了模拟及试验研究。使用软件Fluent进行数值模拟计算，采用整体模拟加局部等效的模拟方法。通过欧拉两相流模型，对启动分离器内的气液两相流体进行分离效率模拟计算，在整体模拟过程中使用多孔介质模型来等效替换波纹板区域。探究了启动分离器波纹板的分离特性，分析启动分离器入口气液流速对分离效率的影响，并通过冷态试验来验证模拟方法的可行性。结果表明，整体模拟结合局部等效模拟方法是一种可行且有效的方案；新型启动分离器引入波纹板结构后，其分离性能显著提升；此外，研究还揭示了启动分离器入口气相流速和液相流速与分离效率的关系；研究表明增加入口气相流速，分离效率降低；增加入口液相流速，分离效率提高；在计算过程中新型启动分离器分离效率始终大于99%；波纹板分离结构在提升分离效率方面发挥了关键作用，从而优化了启动分离器的分离性能。

关键词：启动分离器波纹板分离效率多孔介质

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事故序列条件下气溶胶自然沉降特性实验研究

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原子能科学技术 2025年

作者：李韬谷海峰王辉孙庆洋汤添皓于建群黄宁远哈尔滨工程大学黑龙江省核动力装置性能与设备重点实验室中国核电工程有限公司

发生严重事故时反应堆堆芯熔化，大量放射性物质随蒸汽释放至安全壳内并以气溶胶的形式存在，气溶胶会在重力沉降、泳动扩散等机制下在安全壳内自然沉降。随着严重事故序列的进行，安全壳热工环境不断发生转变，气溶胶的喷放特性如喷放... 详细信息

发生严重事故时反应堆堆芯熔化，大量放射性物质随蒸汽释放至安全壳内并以气溶胶的形式存在，气溶胶会在重力沉降、泳动扩散等机制下在安全壳内自然沉降。随着严重事故序列的进行，安全壳热工环境不断发生转变，气溶胶的喷放特性如喷放时间长短、喷放速率等也会有所变化，这为安全壳内气溶胶的沉降行为带来了很大的不确定性。为探究大尺度安全壳内事故序列条件下的气溶胶的自然沉积行为，本文采用实验方法对真实事故条件下的气溶胶的自然沉降行为进行研究，重点关注气溶胶释放形式、释放时间、释放速率等因素对气溶胶自然沉降行为的影响，并初步探究了热工环境变化对气溶胶的沉降特性的影响。实验结果表明，事故条件下由于温度、压力的变化趋势一致，其对于气溶胶沉降的影响减弱。气溶胶的释放形式、释放时间、释放速率均对气溶胶浓度的变化规律产生较大影响。本文结果可为华龙一号等堆型的安全分析提供实验数据。

关键词：气溶胶自然沉降事故序列大尺度安全壳严重事故

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注气对开式自然循环系统闪蒸流动特性影响实验研究

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原子能科学技术 2025年第2期59卷 394-405页

作者：张胜男宋乐乐张文凯孟兆明孙中宁哈尔滨工程大学核科学与技术学院黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工程大学黑龙江省核动力装置性能与设备重点实验室黑龙江哈尔滨150001 中国华能集团有限公司华能山东石岛湾核电有限公司山东威海264300

闪蒸是开式自然循环系统流动过程中常见的两相流动现象。为了研究注气对开式自然循环闪蒸两相流动的影响,以增强自然循环系统的循环能力和稳定性,本文以水和空气为介质,开展了开式自然循环系统闪蒸流动特性的可视化实验研究。研究了不... 详细信息

闪蒸是开式自然循环系统流动过程中常见的两相流动现象。为了研究注气对开式自然循环闪蒸两相流动的影响,以增强自然循环系统的循环能力和稳定性,本文以水和空气为介质,开展了开式自然循环系统闪蒸流动特性的可视化实验研究。研究了不同注气位置、注气量对自然循环系统不同运行阶段的自然循环能力、闪蒸两相流动特性、阻力特性等方面的影响。结果表明,在不同的阶段向上升段内注入空气,均可以有效提升自然循环系统的稳定性和循环能力。注气对系统的影响与闪蒸起始点位置有关,在闪蒸点上游注气的提升效果要优于下游,最多可提升回路循环流量8%~10%。针对相同的注气位置,在闪蒸点上游注气可以增强回路的流动能力和稳定性,但在下游注气则对回路的流动影响甚微,但会对闪蒸起始的位置进行改变。给出了注气对闪蒸流动影响的机理性分析与讨论,证明了由于注气改变了回路上升段的空泡份额造成回路压降变化,因此对回路流动产生了影响。同时得到闪蒸初始位置的气泡行为特性以及在闪蒸起始点附近注气所引入的空泡份额对回路贡献较低的结论,为两相流动模型计算提供了依据。

关键词：开式自然循环流动闪蒸注气可视化

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