检索结果-内蒙古大学图书馆

核科学与工程 2024年第4期44卷 832-837页

作者：王智超陆道纲李臻曹琼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

屏蔽泵是小型压水堆一回路的核心设备,对整个反应堆的安全性与经济性有重要影响。屏蔽泵解决了轴封泵的泄漏问题,但屏蔽套使屏蔽泵的电涡流损耗更大,且热量难以带出,因此计算屏蔽套的电涡流损耗对屏蔽泵的设计和分析十分重要。常用屏蔽... 详细信息

屏蔽泵是小型压水堆一回路的核心设备,对整个反应堆的安全性与经济性有重要影响。屏蔽泵解决了轴封泵的泄漏问题,但屏蔽套使屏蔽泵的电涡流损耗更大,且热量难以带出,因此计算屏蔽套的电涡流损耗对屏蔽泵的设计和分析十分重要。常用屏蔽泵屏蔽套涡流损耗计算经验公式是基于两极千瓦级屏蔽泵提出和修正的,对于百千瓦级小型压水堆屏蔽泵计算偏差较大,有必要对其开展研究。文章首先针对常用屏蔽泵电机屏蔽套的电涡流损耗开展有限元计算,与实验结果对比,验证了有限元计算方法的精确性;其次,在考虑小型压水堆屏蔽泵特殊设计结构对屏蔽套电涡流损耗影响的基础上,修正了经验公式,使其适用于百千瓦级小型压水堆屏蔽泵;最后,基于修正后的经验公式提出了半有限元-经验公式结合算法的初步设计算法,应用于某小型压水堆屏蔽泵的结构设计。该方法使屏蔽电机的初步设计更加便捷。

关键词：小型压水堆屏蔽泵涡流损耗

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结合AMTEC的小型自然循环快堆的关键技术研究

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原子能科学技术 2016年第9期50卷 1570-1579页

作者：陆道纲张勋李宗洋郭超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市重点实验室北京102206 深圳中广核工程设计有限公司广东深圳518124

为满足远距离无人值守化等极端环境下的电源可靠供给,本文提出了一种结合碱金属热电转换器(AMTEC)的小型模块化反应堆(SMR)的概念,即SMR-AMTEC系统。针对该小型模块化反应堆的概念设计,本文研发了3项关键技术,即:基于转鼓的堆物理控制技... 详细信息

为满足远距离无人值守化等极端环境下的电源可靠供给,本文提出了一种结合碱金属热电转换器(AMTEC)的小型模块化反应堆(SMR)的概念,即SMR-AMTEC系统。针对该小型模块化反应堆的概念设计,本文研发了3项关键技术,即:基于转鼓的堆物理控制技术;正常功率条件下一回路全自然循环技术;基于自然循环的余热排出技术。针对与该小型模块化反应堆相耦合的小型多管循环式AMTEC单元,本文重点开展了3项关键部件制备技术的研发,即:AMTEC的TiN多孔薄膜电极制备技术;β″氧化铝固体电解质组件封接技术;吸液芯组件的制备及测试技术。通过对以上技术的研究与开发,初步验证了SMR-AMTEC系统的可行性。

关键词：快堆堆芯热工水力碱金属热电转换器电极吸液芯

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热辐射特征参数对快堆锥形顶盖空间换热特性影响的研究

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核科学与工程 2024年第1期44卷 55-62页

作者：冯佳琪陆道纲张钰浩于宗玉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

池式钠冷快堆的钠池内充满高温液态钠,其上方覆盖有氩气,高温液态钠主要通过辐射换热及对流换热的方式向快堆主容器上部结构及氩气空间传递热量,其换热特性及其影响因素十分复杂。辐射发射率及液态钠蒸发形成的气溶胶层对主容器上部结... 详细信息

池式钠冷快堆的钠池内充满高温液态钠,其上方覆盖有氩气,高温液态钠主要通过辐射换热及对流换热的方式向快堆主容器上部结构及氩气空间传递热量,其换热特性及其影响因素十分复杂。辐射发射率及液态钠蒸发形成的气溶胶层对主容器上部结构的热工水力特性会造成一定影响。因此,为保证主容器上部结构在不同温度载荷下的安全性与稳定性,十分必要获取不同辐射发射率及不同气溶胶层分布下的温度分布。本研究建立大型池式钠冷快堆主容器上部锥形顶盖空间(以下简称“锥顶盖”)数值计算模型,开展数值模拟计算,得到不同发射率及气溶胶层厚度影响下锥顶盖的温度场。研究结果表明,发射率越高,锥顶盖斜肩及氩气空间温度越高;当气溶胶层存在于靠近钠液面的高度范围时(0~0.2 m),增加其厚度可使氩气空间局部温度升高,但对锥顶盖斜肩温度影响有限。发射率增高53%,则辐射换热量增加31.47%,格拉晓夫数(Gr)减少19.29%,辐射换热效果增强,自然对流效果减弱;气溶胶层高度由0增加到0~0.1 m时,对辐射换热量的吸收增加22.68%,格拉晓夫数(Gr)减少19.29%,气溶胶层高度由0~0.1 m增加到0~0.2 m时,透过气溶胶层的辐射换热量减少了0.04%,格拉晓夫数(Gr)增加了0.9%,辐射换热效果减弱,自然对流效果加强。

关键词：快堆锥形顶盖空间辐射换热自然对流发射率吸收系数

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基于缩比实验模型的快堆主容器内氩气空间传热特性数值研究

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核科学与工程 2023年第5期43卷 961-970页

作者：罗心越陆道纲冯佳琪于宗玉张钰浩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

池式钠冷快堆主容器内钠液面上方覆盖有氩气,钠液面通过多种传热方式相互耦合,不断向堆容器上部结构传递热量。为了对上部结构进行温度载荷下的强度分析,有必要开展氩气空间传热特性研究。一方面,国内外针对锥顶盖氩气空间传热特性开展... 详细信息

池式钠冷快堆主容器内钠液面上方覆盖有氩气,钠液面通过多种传热方式相互耦合,不断向堆容器上部结构传递热量。为了对上部结构进行温度载荷下的强度分析,有必要开展氩气空间传热特性研究。一方面,国内外针对锥顶盖氩气空间传热特性开展了较多的数值模拟研究,但大多缺乏实验验证。另一方面,虽有少量针对氩气空间的换热特性实验研究,但由于测量技术的制约,仅能获得关键部件的温度分布,难以获得其流动特性,因此对氩气空间复杂的传热特性和传热机理有待进一步研究。本文基于快堆钠液面和氩气空间换热特性缩比实验,开展氩气空间热工水力特性数值模拟,通过与实验结果对比,验证了数值方法的有效性,并在此基础上,对其温度分布及流动特性进行详细研究。研究结果表明:在不同工况下,氩气空间内温度分布总体对称,由于径向热屏蔽的存在,其上部窄流道区域温度明显低于下部氩气大空间温度;径向热屏蔽与底部钠液面间的氩气大空间内,由于瑞利(Ra)数较高,自然对流现象强烈,换热效果较强,在靠近底部钠液面处形成局部涡流,而径向热屏蔽外部窄流道区域内由于Ra数较小,自然对流较弱,主要依靠热辐射和导热进行传热。

关键词：钠冷快堆锥顶盖氩气空间对流换热

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不同通道内超临界水流动换热特性

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核技术 2015年第10期38卷 88-94页

作者：宋明强周涛陈柏旭黄彦平夏榜样华北电力大学核热工安全与标准化研究所北京102206 非能动核能安全技术北京市重点实验室北京102206 中核核反应堆热工水力技术重点实验室成都610041 核反应堆系统设计技术国家级重点实验室成都610041

以具有不同当量直径的矩形、圆形、三角形、环形等管道为研究对象,利用ANSYS CFX分别计算在定质量流量和定流体速度条件下,超临界水在不同通道内的流动换热特性。发现在定质量流量条件下,圆形通道换热特性最优,且小当量直径促进流体换热... 详细信息

以具有不同当量直径的矩形、圆形、三角形、环形等管道为研究对象,利用ANSYS CFX分别计算在定质量流量和定流体速度条件下,超临界水在不同通道内的流动换热特性。发现在定质量流量条件下,圆形通道换热特性最优,且小当量直径促进流体换热;在定入口流速条件下,环形通道换热特性最优,小当量直径管道促进亚临界流体换热,大当量直径管道促进超临界流体换热。

关键词：不同通道超临界水换热特性

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定位格架对铅铋堆燃料组件热工水力影响的数值研究

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核科学与工程 2023年第5期43卷 1158-1166页

作者：张宇扬陆道纲王孝天曹琼李臻非能动核能安全技术北京市重点实验室北京102206 华北电力大学核科学与工程学院北京102206

铅铋合金(LBE)作为冷却剂的快堆是第四代核能系统的主要堆型之一。燃料组件的定位格架是燃料棒束的定位结构,同时对燃料组件的热工水力性能也有重要的影响。本研究首先对板翼型格架组件的热工水力特性进行数值模拟,并通过与实验对比,验... 详细信息

铅铋合金(LBE)作为冷却剂的快堆是第四代核能系统的主要堆型之一。燃料组件的定位格架是燃料棒束的定位结构,同时对燃料组件的热工水力性能也有重要的影响。本研究首先对板翼型格架组件的热工水力特性进行数值模拟,并通过与实验对比,验证了模拟方法的有效性;其次对板翼型、双翼型、单板型三种定位格架组件的热工水力特性进行了数值模拟。结果表明:流经不同格架造成LBE的最高温度位置不同,双翼型、单板型格架组件LBE温度分布更为均匀;格架的翼和板(翼)的中间区域会使对LBE温度均匀起到一定作用的横向速度叠加抵消,单板型格架无此情况;对于格架造成的局部压降,单板型格架阻力系数最小。综合考虑,单板型格架组件的热工水力性能最佳。

关键词：铅铋合金(LBE) 定位格架冷却剂通道热工水力

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快堆堆芯三操作头模型出口冷却剂温度振荡流固传递特性实验研究

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核科学与工程 2024年第4期44卷 765-775页

作者：李陈晨陆道纲曹琼杜永琪马本浩非能动核能安全技术北京市重点实验室北京102206 华北电力大学核科学与工程学院北京102206

来自堆芯不同通道的冷却剂存在温度差异,当其在堆芯上腔室混合后将产生流体温度振荡,从而会引发周围固体结构的温度振荡。长时间的温度振荡会导致结构的高周疲劳破坏,影响快堆安全运行。针对温度振荡的研究,多为流体的温度振荡,对于流... 详细信息

来自堆芯不同通道的冷却剂存在温度差异,当其在堆芯上腔室混合后将产生流体温度振荡,从而会引发周围固体结构的温度振荡。长时间的温度振荡会导致结构的高周疲劳破坏,影响快堆安全运行。针对温度振荡的研究,多为流体的温度振荡,对于流固热耦合的研究相对较少。本文通过数值模拟计算,确定了三组操作头组合三叶梅花导流筒的实验装置,以水代替钠作为工质开展了堆芯出口温度振荡实验研究,并获得了温度振荡从流体到固体的传递特性。结果表明:流体在冷热操作头交界区域温度振荡比较强烈,在近操作头处冷热流体产生剧烈温度振荡,向中心测量柱底壁面逐渐衰减;固体温度振荡主要发生在壁面附近比较薄的区域,在40 K温差和0.3 m/s流速工况下,温度振荡传递到固体内2.5 mm处几乎消失;基于实验结果,修正了已有的温度振荡衰减经验公式,预测精度在±5.7%以内。

关键词：钠冷快堆三操作头中心测量柱温度振荡流固传递特性

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Tl、Na替位掺杂CsI的第一性原理研究

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华北电力大学学报（自然科学版） 2015年第6期42卷 101-106页

作者：张峥赵强欧阳晓平华北电力大学非能动核能安全技术北京市重点实验室北京102206 西北核技术研究所陕西西安710024

采用广义梯度近似(GGA)的第一性原理计算方法分别对CsI、(CsTl)I2和(CsNa)I2晶体的能带结构、态密度和光学性质进行了计算。计算得到:掺杂后CsI的晶体体积有所减小,且掺入Tl时减小更为明显;CsI、(CsTl)I2和(CsNa)I2晶体的带隙分别为3.66... 详细信息

采用广义梯度近似(GGA)的第一性原理计算方法分别对CsI、(CsTl)I2和(CsNa)I2晶体的能带结构、态密度和光学性质进行了计算。计算得到:掺杂后CsI的晶体体积有所减小,且掺入Tl时减小更为明显;CsI、(CsTl)I2和(CsNa)I2晶体的带隙分别为3.664 e V、2.752 e V和2.735 e V,这是因为掺杂使原来的禁带中增加了一些激子带,表明掺杂后电子从价带跃迁到导带所需要的能量更小;从态密度的分布情况来看,掺杂后导带宽度都有所增加,靠近费米能级处的峰值宽度都增大,而且Tl掺杂会在靠近费米能级的价带中增加一个小峰,这些现象表明掺杂能使晶体能在受到同样的辐照时会产生更多的闪烁光子;CsI、(CsTl)I2和(CsNa)I2的光学吸收系数分别在光子能量小于3.7 e V、2.7 e V和2.5 e V的范围内为零,说明对处于该能量范围内的光子来说,晶体是透明的,不会发生吸收。虽然掺杂使CsI的吸收边发生了红移,但是整体对低能可见光子的吸收减少。因此,掺杂Tl,Na会使闪烁体的探测效率增加。本文的研究工作为CsI发光机理研究提供理论依据,也为CsI掺杂的理论研究提供参考。

关键词： CsI 广义梯度近似第一性原理掺杂

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快堆燃料组件管脚开孔孔径选型水力实验研究

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核科学与工程 2019年第3期39卷 373-381页

作者：秦亥琦陆道纲唐甲璇刘少华王嘉瑞钟达文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市重点实验室北京102206

管脚位于快堆燃料组件入口处,其结构尺寸直接决定了进入燃料组件内部的冷却剂流量,对于燃料组件压力损失、流速分布等流体力学行为均有重要影响。目前关于燃料组件的相关研究多集中于棒束区热工流体力学特性,管脚段研究较为缺乏,且尚无... 详细信息

管脚位于快堆燃料组件入口处,其结构尺寸直接决定了进入燃料组件内部的冷却剂流量,对于燃料组件压力损失、流速分布等流体力学行为均有重要影响。目前关于燃料组件的相关研究多集中于棒束区热工流体力学特性,管脚段研究较为缺乏,且尚无明确的选型标准,故在工程实践之前,有必要进一步研究快堆燃料组件管脚的流体力学特性,完善选型标准,为结构设计提供参考。本文通过水力实验,研究了不同开孔孔径的燃料组件管脚对应阻力系数分布、流量与压降对应关系等流体力学性能。结果显示,管脚开孔孔径直接决定了冷却剂钠的质量流量与压降对应关系,可以通过改变管脚开孔孔径调节进入不同分区的燃料组件入口流量,使之具有大致相等的压降;本文引入了管脚收缩系数这一无量纲数,提出与管脚结构参数有关的阻力系数经验关系式,用于快堆燃料组件管脚阻力系数及压降的一般估算;基于设计要求的压降与开孔流速限值,本文给出了快堆燃料组件管脚开孔孔径选型推荐方案,供相关实验或工程参考。

关键词：快堆燃料组件管脚开孔选型水力实验

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加热面朝下的池沸腾汽泡动态行为研究

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原子能科学技术 2020年第10期54卷 1795-1800页

作者：钟达文史昊鹏孟继安秦天骄张显刘赟华北电力大学非能动核能安全技术北京市重点实验室北京102206 清华大学航天航空学院北京100084 华北电力大学能源动力与机械工程学院河北保定071003

基于Matlab软件开发了自动识别气液两相流界面程序,程序可获得气液界面变化、汽膜厚度、汽膜脱离周期和汽膜法向速度等特征。利用该程序对沟槽结构加热表面朝下布置时,在不同倾角、不同热流密度下的汽泡动态数据进行了处理和分析。结果... 详细信息

基于Matlab软件开发了自动识别气液两相流界面程序,程序可获得气液界面变化、汽膜厚度、汽膜脱离周期和汽膜法向速度等特征。利用该程序对沟槽结构加热表面朝下布置时,在不同倾角、不同热流密度下的汽泡动态数据进行了处理和分析。结果表明:加热表面朝下发生核态沸腾时,汽膜厚度随热流密度的增大而增大,汽泡脱离周期随热流密度的增大先减小,而后维持在一稳定值;汽膜脱离周期随倾角的增大而减小,倾角为5°时的汽膜脱离周期稳定在0.27 s左右。当发生沸腾危机时,汽膜厚度迅速减小,这可作为动态监测加热表面沸腾状态的依据。

关键词：加热表面朝下沸腾图像处理汽泡

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