紧凑型核动力系统负荷突加突卸工况控制系统优化

1

作者 金雅琪 林萌 +4 位作者 丛源岐 肖凯 贺军 原伟超 李延凯 《核科学与工程》 北大核心 2025年第2期229-235,共7页

紧凑型核动力系统有着建造周期短、适应性强、选址成本低、应用领域广等优点。开发具有自适应、高可控和高可靠特性的新型控制方法,从而减少或消除对控制人员值守的依赖,是紧凑型核反应堆的一个重要发展趋势。通过智能化和自动化控制系... 紧凑型核动力系统有着建造周期短、适应性强、选址成本低、应用领域广等优点。开发具有自适应、高可控和高可靠特性的新型控制方法,从而减少或消除对控制人员值守的依赖,是紧凑型核反应堆的一个重要发展趋势。通过智能化和自动化控制系统,实时跟踪电网负荷变化,从而有效提高核反应堆的稳定性、可靠性和安全性是也是重要的研究方向。文章对紧凑型核动力系统在运行中特有的负荷突加突卸工况进行研究。该核动力系统在设计运行工况中存在短时间内负荷突加突卸的剧烈工况,由于采用温度控制模式,汽机负荷变化时反应堆的控制棒频繁动作存在安全隐患。为了减少控制棒的动作,在原控制系统的基础上进行改造。改进后的控制系统将核功率追踪从汽机负荷转变为追踪蒸汽发生器功率,通过汽机轮旁路排放系统来补偿负荷减少时的蒸汽损失,确保蒸汽总产量保持不变,从而使该工况下不需要频繁动作控制棒,最后对控制系统改造前后的运行特性进行比对分析,评价其合理性与安全性。 展开更多

关键词 紧凑型核动力系统 负荷突加突卸 运行特性分析 控制系统优化

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基于CFD方法的核动力系统热工安全特性研究进展 被引量：19

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作者 田文喜 王明军 +1 位作者 秋穗正 苏光辉 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期1968-1982,共15页

西安交通大学核反应堆热工水力团队(XJTU-NuTheL)长期致力于计算流体动力学(CFD)方法的核动力系统高精度热工水力模型开发及应用方面的研究。近些年,团队在单相CFD工程应用、两相CFD模型开发、大涡模拟(LES)及直接数值模拟(DNS)高性能... 西安交通大学核反应堆热工水力团队(XJTU-NuTheL)长期致力于计算流体动力学(CFD)方法的核动力系统高精度热工水力模型开发及应用方面的研究。近些年,团队在单相CFD工程应用、两相CFD模型开发、大涡模拟(LES)及直接数值模拟(DNS)高性能并行计算、跨尺度多物理场耦合等方面取得了系列研究成果。主要包括:构建了核反应堆压力容器、蒸汽发生器、非能动余热排出系统换热器等核动力系统关键设备的三维多孔介质热工水力计算模型,建立了复杂物理现象及运动瞬变工况下的两相CFD数学物理模型,开发了CFD程序与核反应堆系统程序、堆芯子通道程序之间的跨尺度耦合以及与中子物理、力学程序之间的多物理场耦合分析平台。本文将重点阐述XJTU-NuTheL基于CFD方法在核反应堆热工水力研究方面的最新成果及进展,并提出CFD方法在核反应堆工程领域应用的主要挑战及发展方向,旨在促进CFD方法更好地服务于核动力系统设计与运行安全分析。 展开更多

关键词 计算流体力学 热工水力 核动力系统 数值计算

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球床堆在空间核动力系统中的应用 被引量：11

3

作者 游尔胜 石磊 +1 位作者 郑艳华 张作义 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第B05期75-80,共6页

球床堆以高温气冷堆技术为基础,采用TRISO型包覆燃料颗粒,堆芯出口温度不受常规燃料元件包壳和冷却剂相变等因素限制,是一种理想的超高温空间热源。根据具体的空间核能需求,气体冷却剂可选用氢气或氦、氙惰性气体,其中氢气由于摩尔质量... 球床堆以高温气冷堆技术为基础,采用TRISO型包覆燃料颗粒,堆芯出口温度不受常规燃料元件包壳和冷却剂相变等因素限制,是一种理想的超高温空间热源。根据具体的空间核能需求,气体冷却剂可选用氢气或氦、氙惰性气体,其中氢气由于摩尔质量小、比冲大等特点,一般用在核热推进中。本文重点关注空间核电源及核电推进方面的应用,在调研国外空间核动力系统研究进展的基础上,对球床堆的概念设计方案、技术特点、堆芯结构布置、能量转换系统等进行简要介绍。结果表明,球床堆结合气体布雷顿循环可满足空间MW级电力需求,且系统比功率可达100 We/kg以上,具有明显的经济竞争优势,在空间技术应用中具有广阔的发展前景。 展开更多

关键词 球床堆 核动力系统 概念设计 空间应用

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基于特征事件序列的船用核动力系统故障诊断方法研究 被引量：8

4

作者 王晓龙 蔡琦 +1 位作者 陈玉清 赵鑫 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第9期1644-1651,共8页

针对船用核动力系统工况多变、故障概率高、操纵员支持手段匮乏等问题,提出一种基于特征事件序列的故障诊断方法。在分析大量运行数据的基础上,通过定义特征事件序列来提取不同类型故障特征,并构建各种典型事故的标准特征事件序列谱。... 针对船用核动力系统工况多变、故障概率高、操纵员支持手段匮乏等问题,提出一种基于特征事件序列的故障诊断方法。在分析大量运行数据的基础上,通过定义特征事件序列来提取不同类型故障特征,并构建各种典型事故的标准特征事件序列谱。当系统运行发生故障时,按特定算法实时提取系统当前事件序列特征,将其与标准特征事件序列谱比对,通过计算相似度,辨识引起系统异常的初因事件。经试验验证,该方法可辨识初因事件的程度,并定位其相对位置,与传统数据驱动的方法相比,具有易追溯、可解释等优点,因而更具研究和推广价值。 展开更多

关键词 特征事件序列 故障诊断 数据驱动 船用核动力系统 失水事故

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优化的灰色模型在核动力系统管道腐蚀速率预测中的应用 被引量：5

5

作者 陈永红 张大发 +1 位作者 陈登科 江玮 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期707-710,共4页

针对灰色理论模型GM(1,1)预测时误差较大,提出了一种新的预测方法———优化灰色理论预测方法。并把该方法应用到核动力系统管道腐蚀速率的预测。通过与多种预测方法的实际比较证明,该方法是正确、有效的。同时,通过对管道腐蚀速率的预... 针对灰色理论模型GM(1,1)预测时误差较大,提出了一种新的预测方法———优化灰色理论预测方法。并把该方法应用到核动力系统管道腐蚀速率的预测。通过与多种预测方法的实际比较证明,该方法是正确、有效的。同时,通过对管道腐蚀速率的预测,对核动力系统管道在复杂条件下的维修和保养提供了有力的依据。 展开更多

关键词 优化的灰色理论 腐蚀速率 核动力系统 预测

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压水堆核动力系统模糊控制研究 被引量：5

6

作者 刘胜智 崔震华 +1 位作者 尤洪君 张乃尧 《核科学与工程》 CSCD 北大核心 2003年第1期9-13,31,共6页

采用自调节模糊控制方法对压水堆核动力系统进行了模糊控制研究。建立了主要控制参数的模糊控制子系统 ,并实现了核动力系统的整体模糊控制。仿真表明 ,与传统PID控制系统相比 ,模糊控制系统能达到更好的控制效果 。

关键词 压水堆 核动力系统 模糊控制 PID控制系统

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核动力系统神经网络故障诊断专家系统研究 被引量：4

7

作者 梁洁 蔡琦 王晓龙 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第8期1479-1485,共7页

以核动力系统故障诊断专家系统所存储的产生式规则库为依据,构造专家系统人工神经网络模块,建立具有并行推理能力的神经网络推理机制和实例学习能力的知识获取机制。在此基础上,建立了针对所构建神经网络的推理解释机制。系统融合了传... 以核动力系统故障诊断专家系统所存储的产生式规则库为依据,构造专家系统人工神经网络模块,建立具有并行推理能力的神经网络推理机制和实例学习能力的知识获取机制。在此基础上,建立了针对所构建神经网络的推理解释机制。系统融合了传统专家系统和神经网络各自优势,能高效、准确地进行实例推理、诊断解释并能有效地从实例中获取知识。 展开更多

关键词 核动力系统 产生式规则 感知器 专家系统 最大间隔法

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基于布尔代数与模糊逻辑的核动力系统技术状态评估 被引量：2

8

作者 陈玲 蔡琦 尚彦龙 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第B09期394-398,共5页

研究了将布尔代数与模糊逻辑相结合进行核动力系统技术状态评估的方法。在已有研究成果的基础上,基于核动力系统串、并联单元输出的布尔表达式推导,结合模糊逻辑,建立了一种普适的核动力系统状态评估模型,实例应用表明该方法能够量化设... 研究了将布尔代数与模糊逻辑相结合进行核动力系统技术状态评估的方法。在已有研究成果的基础上,基于核动力系统串、并联单元输出的布尔表达式推导,结合模糊逻辑,建立了一种普适的核动力系统状态评估模型,实例应用表明该方法能够量化设备的部分失效对系统技术状态的影响,分析结果可为系统的使用与维修决策提供参考。 展开更多

关键词 核动力系统 技术状态评估 模糊逻辑 布尔代数 部分失效

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核动力系统热工分析程序可视化建模 被引量：2

9

作者 张荣华 邢宏传 +1 位作者 杨燕华 徐济 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第8期1349-1353,共5页

以Relap5程序为对象,研究了核电站热工水力分析程序可视化建模技术.采用可扩展标记语言技术,定义一套名为RelapML语言描述Relap5建模信息,并基于Windows平台下的可视化界面开发技术,完成RelapML语言的可视化输入、自动生成并最终转换成R... 以Relap5程序为对象,研究了核电站热工水力分析程序可视化建模技术.采用可扩展标记语言技术,定义一套名为RelapML语言描述Relap5建模信息,并基于Windows平台下的可视化界面开发技术,完成RelapML语言的可视化输入、自动生成并最终转换成Relap5输入数据,实现了Relap5建模过程可视化. 展开更多

关键词 核动力系统 热工水力计算 可视化建模

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紧凑型核动力系统的热工水力数值模拟 被引量：1

10

作者 张荣华 徐济鋆 陈军 《核科学与工程》 CSCD 北大核心 2004年第2期129-133,104,共6页

将多孔介质模型应用于紧凑型核动力系统的热工水力数值模拟,开发了计算程序,并以船用反应堆为例进行了初步的分析计算。为紧凑型核动力系统的热工水力特性整体多维模拟提供了可行的方案,也为紧凑型核动力系统综合分析平台的研制打下了... 将多孔介质模型应用于紧凑型核动力系统的热工水力数值模拟,开发了计算程序,并以船用反应堆为例进行了初步的分析计算。为紧凑型核动力系统的热工水力特性整体多维模拟提供了可行的方案,也为紧凑型核动力系统综合分析平台的研制打下了基础。 展开更多

关键词 船用反应堆 多孔介质模型 紧凑型核动力系统 数值模拟

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基于夹角余弦的核动力系统异常检测算法设计 被引量：2

11

作者 王雯珩 于雷 +2 位作者 王晓龙 郝建立 郑锦涛 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第S01期98-103,共6页

鉴于核动力系统具有高复杂性、高风险性的特点,其设计和运行对安全性、可靠性要求极高。异常检测是提高核动力系统固有安全性的一种重要技术手段,针对核动力系统故障类型多、故障发生概率小、故障样本匮乏的特殊问题,基于夹角余弦距离... 鉴于核动力系统具有高复杂性、高风险性的特点,其设计和运行对安全性、可靠性要求极高。异常检测是提高核动力系统固有安全性的一种重要技术手段,针对核动力系统故障类型多、故障发生概率小、故障样本匮乏的特殊问题,基于夹角余弦距离计算理论,从正常历史运行数据出发,提出一种检测系统异常的算法,有效应对了故障样本不足的现实问题。经数据试验验证,算法能依托有限的参数,较准确地检测系统微小的异常和故障,可作为核动力系统故障诊断体系中的入口环节算法使用,具有较好的实际应用前景。 展开更多

关键词 夹角余弦 核动力系统 异常检测 目标优化矩阵

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基于距离-余弦相似度的核动力系统异常诊断方法

12

作者 刘昕昕 于雷 +1 位作者 王晓龙 郝建立 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第S01期193-197,共5页

提出基于距离-余弦相似度的核动力系统异常诊断方法并利用实际运行数据进行验证。结果表明,该方法能够有效诊断出是测量装置异常还是系统运行故障,该方法保证了测量参数的有效性,诊断结果更加可靠。该方法具有较好的应用价值,能够为操... 提出基于距离-余弦相似度的核动力系统异常诊断方法并利用实际运行数据进行验证。结果表明,该方法能够有效诊断出是测量装置异常还是系统运行故障,该方法保证了测量参数的有效性,诊断结果更加可靠。该方法具有较好的应用价值,能够为操纵员的决策与行动提供帮助,减轻工作压力,有利于其采取更加合理的措施。 展开更多

关键词 欧氏距离 余弦相似度 核动力系统 异常诊断

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核动力系统运行工况预判的深度学习方法研究

13

作者 梁彪 黄涛 +3 位作者 袁鹏 刘永超 王博 谭思超 《核科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期944-951,共8页

为建立核动力系统运行工况的高精度实时判别与运行监测参数的长时间在线预测方法,本研究基于神经网络模型,针对核动力系统运行状态预判开展了两方面工作。首先,基于核动力系统过去15个时间步(步长1 s)的监测参数变化,对运行工况进行实... 为建立核动力系统运行工况的高精度实时判别与运行监测参数的长时间在线预测方法,本研究基于神经网络模型,针对核动力系统运行状态预判开展了两方面工作。首先,基于核动力系统过去15个时间步(步长1 s)的监测参数变化,对运行工况进行实时诊断判别,同时,采用搜索算法对判别模型的参数进行优化,提高模型对运行工况的识别精度;之后,对核动力系统的关键运行参数进行超前预测。结果表明:优化后模型的诊断判别准确率稳定在0.99以上;在100个时间步的长时间序列下能够实现对于参数变化趋势的有效预测;对比支持向量机、K-近邻、多层前馈等多种经典的算法可知,改进的循环网络——注意力机制网络联合模型在核动力系统的运行预判方面表现优异。本研究所建立的运行工况预判方法可为保障核动力系统安全运行的辅助判断决策与超实时监测感知提供工程应用参考。 展开更多

关键词 核动力系统 工况判别 运行预测 神经网络

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不确定条件下船用核动力系统状态评估问题研究

14

作者 邰云 闫冰 +1 位作者 孙建华 谢保伟 《舰船科学技术》 北大核心 2017年第1期79-84,共6页

鉴于船用核动力系统特殊的运行环境以及运行要求,其安全运行概念已经超出了核安全设计的框架,要加强其运行状态的安全评估。而核动力系统运行工况多变,运行状态存在多种设备的组合,以及各类设备健康状态的不确定性。本文概要介绍了当前... 鉴于船用核动力系统特殊的运行环境以及运行要求,其安全运行概念已经超出了核安全设计的框架,要加强其运行状态的安全评估。而核动力系统运行工况多变,运行状态存在多种设备的组合,以及各类设备健康状态的不确定性。本文概要介绍了当前核动力系统运行状态评估的背景,需求以及引发的下游问题,基于已经具有核动力系统的可靠性信息,运行信息,故障诊断的方法以及FMEA表,大量调研国内外技术发展以及剖析核动力系统技术发展现状与需求的基础上,提出了结合贝叶斯网络评估装置运行不确定性问题的解决方案,分析核动力系统设计、运行的安全评估方法,弥补当前系统健康管理中缺失的一环。 展开更多

关键词 核动力系统 状态评估 不确定性 贝叶斯网络

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核动力控制系统连续仿真和离散仿真的研究 被引量：6

15

作者 石海松 张建民 《核科学与工程》 CSCD 北大核心 2003年第4期318-324,共7页

分别采用连续时间模型和离散时间模型对一个试验重水反应堆的功率控制系统进行仿真研究,并阐述了如何利用仿真工具分析和改善系统的固有缺陷,使之达到希望的控制效果。

关键词 核动力控制系统 连续仿真 离散仿真 无静差系统 减速器 反应堆

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基于Petri网和多种群遗传算法的海洋核动力平台电力系统网络重构 被引量：20

16

作者 吴大立 郑中祥 +3 位作者 尹项根 王义凯 徐彪 庞帅 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2020年第8期160-166,共7页

针对现有海洋核动力平台电力系统网络重构方法中功率流分析复杂,且重构模型求解算法难以稳定收敛到全局最优解的问题,提出一种基于Petri网和多种群遗传算法的核动力平台电力系统网络重构方法。综合故障后负荷恢复量、开关操作代价和发... 针对现有海洋核动力平台电力系统网络重构方法中功率流分析复杂,且重构模型求解算法难以稳定收敛到全局最优解的问题,提出一种基于Petri网和多种群遗传算法的核动力平台电力系统网络重构方法。综合故障后负荷恢复量、开关操作代价和发电机运行效率指标建立系统网络重构目标函数;基于Petri网对系统进行拓扑建模,将储能装置等效为负值"负荷",通过动态更新机制确定功率流分布;采用多种群遗传算法求解网络重构问题,获取满足系统约束的最佳开关状态组合方案。典型核动力平台电力系统算例表明,所提方法能有效防止算法局部收敛以及减少迭代次数,快速提供完备的系统重构方案。 展开更多

关键词 核动力平台电力系统 网络重构 PETRI网 功率流分析 多种群遗传算法

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热管冷却反应堆系统研究进展和挑战 被引量：1

17

作者 田文喜 王成龙 +2 位作者 郭凯伦 秋穗正 苏光辉 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S02期340-354,共15页

热管是一种高效的非能动热量传递元件,热管冷却反应堆核动力系统在多场景特种应用领域具备独特优势。本文概述了热管冷却反应堆特种核动力系统发展情况。首先介绍了热管冷却反应堆概念提出以及在海陆空天等领域的应用场景分析,同时总结... 热管是一种高效的非能动热量传递元件,热管冷却反应堆核动力系统在多场景特种应用领域具备独特优势。本文概述了热管冷却反应堆特种核动力系统发展情况。首先介绍了热管冷却反应堆概念提出以及在海陆空天等领域的应用场景分析,同时总结了国内外典型堆型的发展现状。其次探讨了当前热管冷却反应堆面临的关键技术挑战,包括高性能材料研究、高性能热管研制、高效能量转换技术研究、设计分析技术研究。最后对未来发展趋势进行了分析和展望,强调了整体系统一体化研制、发电器件特性研究以及智能自主控制技术在热管冷却反应堆领域的重要性。本文的系统性总结将推动热管冷却反应堆技术的进一步发展,为未来特种核动力系统的应用提供重要支持。 展开更多

关键词 热管 热管冷却反应堆 特种核动力系统 关键技术挑战

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基于时间卷积胶囊网络的核动力装置事故诊断技术研究 被引量：2

18

作者 邓强 王航 +2 位作者 彭敏俊 王晓昆 徐仁义 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期302-312,共11页

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... 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。 展开更多

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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基于数据驱动的舰船核动力安全支持技术分析 被引量：4

19

作者 庄乾平 《舰船科学技术》 北大核心 2017年第8期142-145,共4页

与核电站相比,舰船核动力系统工况多变,运行环境恶劣,辅助系统及工程安全设施相对简易,因此针对舰船核安全技术的研究一直是行业内的热点问题之一。近年来,随着计算机技术的飞速发展,舰船核动力系统大量历史运行数据被完整真实的保存下... 与核电站相比,舰船核动力系统工况多变,运行环境恶劣,辅助系统及工程安全设施相对简易,因此针对舰船核安全技术的研究一直是行业内的热点问题之一。近年来,随着计算机技术的飞速发展,舰船核动力系统大量历史运行数据被完整真实的保存下来,如能利用数理统计、智能学习等大数据分析手段,归纳提炼其隐含的有价值的信息,可形成有效客观的经验积累,指导舰船核动力系统安全运行,为舰船核动力系统运行安全技术的发展提供新途径。 展开更多

关键词 舰船核动力系统 数据驱动 经验反馈 核安全技术 人工智能

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适应于不同使命任务的潜艇动力源

20

作者 吴姣梅 夏飞 《国外舰船工程》 1997年第6期18-27,,35,,共11页

比较了核和非核潜艇各种任务要求，它包括非核的不依赖空气（ＡＩＰ）的方案，不同的燃料和氧化剂、热机和电化学系统以及先进的可充电蓄电池。除了概述不同的潜艇动力源外，还针对不同的能量储存要求对非核ＡＩＰ方案进行了相互比较。... 比较了核和非核潜艇各种任务要求，它包括非核的不依赖空气（ＡＩＰ）的方案，不同的燃料和氧化剂、热机和电化学系统以及先进的可充电蓄电池。除了概述不同的潜艇动力源外，还针对不同的能量储存要求对非核ＡＩＰ方案进行了相互比较。非核ＡＩＰ方案最合适于低容量，这已得到证明，也已有论述发表。燃料电池系统则不是这种情况，它预计对于较大续航力ＡＩＰ系统是最紧凑的。同时。 展开更多

关键词 动力系统 核动力系统 潜艇

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