非能动安全壳热量导出系统热交换器不同安装方案的换热性能研究

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作者 杨理烽 薛卫光 +2 位作者 孟兆明 丁铭 孙中宁 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期1118-1123,共6页

为探究不同非能动安全壳热量导出系统热交换器安装方案对“华龙一号”安全壳热工特性的影响,本文通过MAAP等分析程序分析了事故后安全壳内不同高度上的气体和温度分布,并通过大比例安全壳模拟体开展了典型事故后安全壳热工水力试验研究... 为探究不同非能动安全壳热量导出系统热交换器安装方案对“华龙一号”安全壳热工特性的影响,本文通过MAAP等分析程序分析了事故后安全壳内不同高度上的气体和温度分布,并通过大比例安全壳模拟体开展了典型事故后安全壳热工水力试验研究,为理论研究提供了验证。结果表明:3个位置的换热器都能满足设计需求,但较低位置的热交换器具有更好的换热性能。本文可为未来不同非能动安全壳热量导出系统热交换器布置方案的工程实际应用提供设计依据。 展开更多

关键词 “华龙一号” 非能动安全壳热量导出系统热交换器 安装方案 传热 排热功率 温度分布

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全厂断电事故下壳内热工水力与非能动安全壳热量导出系统耦合特性实验研究 被引量：1

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作者 李伟 初炜钰 +3 位作者 丛继东 张楠 孟兆明 孙中宁 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期1096-1103,共8页

为研究全厂断电始发的严重事故下安全壳内热工水力与非能动安全壳热量导出系统的耦合特性,本文利用PANGU安全壳综合试验装置研究了全厂断电事故工况下壳内温度分布特性、氦气分布特性以及壳内流场特性,并分析了非能动安全壳热量导出系... 为研究全厂断电始发的严重事故下安全壳内热工水力与非能动安全壳热量导出系统的耦合特性,本文利用PANGU安全壳综合试验装置研究了全厂断电事故工况下壳内温度分布特性、氦气分布特性以及壳内流场特性,并分析了非能动安全壳热量导出系统在安全壳与非能动安全壳热量导出系统耦合的复杂热工水力环境下的工作状态。结果表明:在全厂断电事故工况下,非能动安全壳热量导出系统具有足够的排热能力,能够保证安全壳的压力峰值小于设计值,且具有足够的安全裕量。随着事故进程的发展,壳内温度分布逐渐趋于均匀。氦气受到壳内内部环流的作用以及浓度扩散的影响,其分布不均匀性在氦气停止输入后逐渐降低。 展开更多

关键词 全厂断电事故 安全壳 非能动安全壳热量导出系统 耦合特性 热工水力特性 实验装置 氦气分布 壳内流场

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冷凝水收集装置对非能动安全壳热量导出系统影响试验研究

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作者 李伟 孙中宁 +5 位作者 高力 堵树宏 宿吉强 孟兆明 张楠 丁铭 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第12期2385-2390,共6页

非能动安全壳热量导出系统(PCS)作为三代核电厂重要的安全系统,用于事故后安全壳的非能动冷却。利用大型安全壳综合试验装置,可开展安全壳内复杂的热工水力现象与安全系统之间耦合行为的研究。本文利用大型安全壳综合试验装置开展了PCS... 非能动安全壳热量导出系统(PCS)作为三代核电厂重要的安全系统,用于事故后安全壳的非能动冷却。利用大型安全壳综合试验装置,可开展安全壳内复杂的热工水力现象与安全系统之间耦合行为的研究。本文利用大型安全壳综合试验装置开展了PCS换热器冷凝水收集装置对PCS排热影响及收集率试验。结果表明,在工况范围内,换热器下方安装冷凝水收集装置对PCS的换热能力没有明显的不利影响,且其收集率较高。 展开更多

关键词 非能动安全壳热量导出系统 大型安全壳综合试验装置 冷凝水收集装置 收集率

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华龙一号非能动安全壳热量导出系统热工水力特性研究 被引量：11

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作者 葛魁 王辉 +3 位作者 王明军 田文喜 苏光辉 秋穗正 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期769-777,共9页

本文针对华龙一号非能动安全壳热量导出系统(PCS),基于漂移流模型开发了一套一维自然循环瞬态计算程序。利用该程序对PCS内热工水力特性进行了分析研究,得到PCS自然循环流量、换热系数、换热器进出口温度、上升管路竖直段出口含气率及... 本文针对华龙一号非能动安全壳热量导出系统(PCS),基于漂移流模型开发了一套一维自然循环瞬态计算程序。利用该程序对PCS内热工水力特性进行了分析研究,得到PCS自然循环流量、换热系数、换热器进出口温度、上升管路竖直段出口含气率及水箱水位等热工水力参数随PCS换热功率的变化。本文研究结果将为评估华龙一号PCS的换热能力提供可靠工具,对PCS的设计和改进也具有指导意义,并为后续开发能够模拟带有PCS的安全壳内热工水力行为的程序打下基础. 展开更多

关键词 自然循环 非能动安全壳热量导出系统 热工水力特性

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失水事故下安全壳内热工水力与非能动安全壳热量导出系统耦合特性 被引量：2

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作者 初炜钰 丛继东 +2 位作者 李文涛 张楠 孟兆明 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期1104-1111,共8页

为研究冷管段失水事故下安全壳内热工水力特性、非能动安全壳热量导出系统的耦合特性与失水事故后安全壳的响应特性,本文基于相似理论建立了一套大比例安全壳综合试验装置。通过该实验装置获得压力、壳内气体温度、壳内气体成分与浓度... 为研究冷管段失水事故下安全壳内热工水力特性、非能动安全壳热量导出系统的耦合特性与失水事故后安全壳的响应特性,本文基于相似理论建立了一套大比例安全壳综合试验装置。通过该实验装置获得压力、壳内气体温度、壳内气体成分与浓度等参数,对安全壳大空间内温度分布、不凝结气体分布以及壳内流场的特性进行研究。结果表明:在安全壳与非能动安全壳热量导出系统耦合作用下,非能动安全壳热量导出系统具有足够的排热能力,可以确保事故工况下安全壳内压力得到有效抑制,壳峰值压力均低于设计限值,且具有足够的安全裕量。同时,随着喷放进入后期,壳内温度与不凝结气体分布的不均匀性逐渐降低,壳内呈现环流状态。本文也可为后续自主开发模拟带有非能动安全壳热量导出系统的安全壳内热工水力行为的程序提供有力的支持,进而提高我国核电设计能力与技术水平。 展开更多

关键词 失水事故 安全壳 非能动安全壳热量导出系统 耦合特性 热工水力特性 实验装置 不凝结气体 壳内流场

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“华龙一号”非能动安全壳热量导出系统研究 被引量：4

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作者 邢继 孙中宁 +1 位作者 于勇 丁铭 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期1089-1095,共7页

为了避免类似福岛核泄漏事故的再次发生,各国在第三代核电机组的设计中,考虑采用非能动安全技术。非能动安全壳热量导出系统是我国“华龙一号”最重要的非能动安全系统之一,是实现最高核电建设标准的重要保障。本文主要从系统方案设计... 为了避免类似福岛核泄漏事故的再次发生,各国在第三代核电机组的设计中,考虑采用非能动安全技术。非能动安全壳热量导出系统是我国“华龙一号”最重要的非能动安全系统之一,是实现最高核电建设标准的重要保障。本文主要从系统方案设计、内部换热器热工水力特性分析、系统综合性能实验和安全壳热工水力耦合特性实验等方面对非能动安全壳热量导出系统研究工作进行了总结,介绍了所开展研究的主要内容、所建实验装置的概况和得出的主要结论。上述理论分析和实验验证表明:所开发的非能动安全壳热量导出系统的排热能力远大于设计要求。 展开更多

关键词 “华龙一号” 非能动安全壳热量导出系统 开式自然循环 闭式自然循环 系统方案设计 内部换热器 综合性能实验 热工水力耦合特性

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非能动安全壳热量导出系统设计方案及评价 被引量：9

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作者 李军 李晓明 +1 位作者 喻新利 刘长亮 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期1021-1027,共7页

非能动安全壳热量导出系统(PCS)是华龙一号(HPR1000)设计用来应对超设计基准事故工况的安全系统。本文描述了该系统总体配置方案的形成过程,分析了系统在缓解超设计基准事故工况及严重事故工况时的有效性,并从概率安全分析指引的角度,... 非能动安全壳热量导出系统(PCS)是华龙一号(HPR1000)设计用来应对超设计基准事故工况的安全系统。本文描述了该系统总体配置方案的形成过程,分析了系统在缓解超设计基准事故工况及严重事故工况时的有效性,并从概率安全分析指引的角度,分析了系统对核电厂堆芯损坏频率和放射性物质大量释放频率的影响作用。结果表明:PCS对于提升HPR1000的严重事故预防和缓解能力具有明显的效果,可有效提升HPR1000的安全性。 展开更多

关键词 非能动安全壳热量导出系统 可靠性 概率安全分析

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严重事故软件中非能动安全壳热量导出系统传热特性模型的开发与验证 被引量：2

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作者 杨小明 李贺 +2 位作者 刘杰斌 马如冰 元一单 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期1131-1136,共6页

针对“华龙一号”核电厂非能动安全壳热量导出系统在事故工况下与安全壳内高温高压气体之间的传热问题,本文介绍了自主化严重事故一体化分析软件PISAA中所建立的非能动安全壳热量导出系统传热特性模型,包括基本控制方程、换热器换热模... 针对“华龙一号”核电厂非能动安全壳热量导出系统在事故工况下与安全壳内高温高压气体之间的传热问题,本文介绍了自主化严重事故一体化分析软件PISAA中所建立的非能动安全壳热量导出系统传热特性模型,包括基本控制方程、换热器换热模型以及上升段的压降计算模型,并利用非能动安全壳热量导出系统系统性能综合实验对上述模型进行了验证。设计工况下的排热功率计算值与实验值误差为2.25%;非设计工况下,在二元和三元气体工况功率较高时,计算排热功率与实验值十分接近,而随着工况功率降低,计算排热功率略高于实验功率,计算偏差有所增大,但均在30%以内,满足一般的热工水力及严重事故计算需求。 展开更多

关键词 严重事故软件 非能动安全壳热量导出系统 传热模型开发 对流换热 凝结换热 模型验证 热工水力 “华龙一号”

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非能动安全壳热量导出系统换热器部分失效对安全壳内热工参数的影响

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作者 高力 丛继东 +2 位作者 张超琦 毛亚蔚 孟兆明 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期1112-1117,共6页

为探究非能动安全壳热量导出系统换热器部分失效对安全壳内热工参数的影响,本文利用PANGU试验装置研究了在发生LBLOCA事故且部分非能动安全壳热量导出系统换热器失效的工况下,换热器部分失效对非能动安全壳热量导出系统的工作状态的影... 为探究非能动安全壳热量导出系统换热器部分失效对安全壳内热工参数的影响,本文利用PANGU试验装置研究了在发生LBLOCA事故且部分非能动安全壳热量导出系统换热器失效的工况下,换热器部分失效对非能动安全壳热量导出系统的工作状态的影响以及壳内温度分布的影响。结果表明:发生LBLOCA事故时,在部分非能动安全壳热量导出系统被隔离的情况下,剩余的非能动安全壳热量导出系统排热功率显著增加,壳内峰值压力和长期稳定压力分别上升了约8.3%和13%,仍远低于壳内压力限值。在事故进程中,温度分布不均匀性主要出现在前期以及中期阶段,后其温度分布逐渐趋于均匀。 展开更多

关键词 换热器部分失效 安全壳 非能动安全壳热量导出系统 热工水力特性 失水事故 实验装置

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基于遗传算法的闭式非能动安全壳热量导出系统排热能力优化 被引量：1

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作者 白晋华 赵博 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期76-81,共6页

以闭式非能动安全壳热量导出系统(PCCS)概念方案为研究对象,基于一维两相均相流模型建立了评价该系统排热能力的物理模型,并开发了相应的计算程序;开发了基于遗传算法的优化设计程序;利用所开发的优化设计程序,对闭式PCCS概念方案的排... 以闭式非能动安全壳热量导出系统(PCCS)概念方案为研究对象,基于一维两相均相流模型建立了评价该系统排热能力的物理模型,并开发了相应的计算程序;开发了基于遗传算法的优化设计程序;利用所开发的优化设计程序,对闭式PCCS概念方案的排热能力进行优化,给出了系统几何参数和运行参数的优化方向。结果表明:在所研究参数范围内,适当增加内部和外部换热器传热管径可增加系统排热能力;最佳外/内部换热器传热管数比为1.58。 展开更多

关键词 非能动安全壳热量导出系统 优化 遗传算法

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非能动安全壳热量导出系统GOTHIC模拟方法

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作者 郑云涛 孙燕宇 +1 位作者 周蓝宇 黄树亮 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期1150-1155,共6页

为满足非能动安全壳热量导出系统带热能力和运行特性的分析,本文以“华龙一号”安全壳综合试验装置为研究对象,采用GOTHIC 3D模型对非能动安全壳热量导出系统进行模拟。通过试验结果对计算模型进行了验证,并用该计算模型对质能释放位置... 为满足非能动安全壳热量导出系统带热能力和运行特性的分析,本文以“华龙一号”安全壳综合试验装置为研究对象,采用GOTHIC 3D模型对非能动安全壳热量导出系统进行模拟。通过试验结果对计算模型进行了验证,并用该计算模型对质能释放位置、下降段管径和汽水分离器等关键部件参数的影响进行了分析。结果表明:基于GOTHIC 3D模型的非能动安全壳热量导出系统模拟方法能够模拟出温度分层、闪蒸和自然循环流动不稳定性等现象,其计算结果与试验值的偏差均在±10%以内。本文建立的模拟方法能够用于非能动安全壳热量导出系统的分析,可作为其设计的辅助分析方法。 展开更多

关键词 “华龙一号” GOTHIC 安全壳 非能动安全壳热量导出系统 温度分层 闪蒸 自然循环 流动不稳定性

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安全壳非能动热阱系统研究

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作者 盛美玲 张欣 +1 位作者 梁潇 丘锦萌 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期1928-1937,共10页

为对国内具有自主知识产权的三代核电机组华龙一号进行持续优化研究,本文基于现有华龙一号非能动安全壳热量导出系统的配置,提出了一套全新的安全壳非能动热阱系统,用于执行设计基准事故下的安全壳热量导出功能。安全壳非能动热阱系统... 为对国内具有自主知识产权的三代核电机组华龙一号进行持续优化研究,本文基于现有华龙一号非能动安全壳热量导出系统的配置,提出了一套全新的安全壳非能动热阱系统,用于执行设计基准事故下的安全壳热量导出功能。安全壳非能动热阱系统采用热容量大的冰作为非能动热阱,基于现有华龙一号的反应堆厂房布置,通过热量平衡计算,开展了冰室容量分析、冷水机组性能计算、安全壳非能动热阱系统应对设计基准事故的安全功能容量论证。计算结果表明:在现有非能动安全壳热量导出系统配套一定容量的冰后,安全壳非能动热阱系统能在24 h将安全壳的温度和压力控制在安全限值以内,确保安全壳的完整性。安全壳非能动热阱系统不依赖于动力电源,工艺系统简单,吸热效果显著,可有效提升应对设计基准事故的能力,同时可进一步简化现有华龙一号机组安全系统的配置,提升经济性。 展开更多

关键词 安全壳非能动热阱 非能动安全壳热量导出系统 设计基准事故 冰

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基于安全壳综合性能实验的“华龙一号”安全壳热工水力行为数值模拟分析

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作者 孙婧 王辉 +2 位作者 李精精 孙燕宇 郑云涛 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期1156-1161,1174,共7页

在以往的核电厂安全壳热工水力行为模拟分析中,由于缺乏相关实验支持,非能动安全壳热量导出系统数值计算模型往往采用已有经验关系式并对模型简化。为解决上述问题,本文基于“华龙一号”安全壳综合性能实验台架开发了“华龙一号”非能... 在以往的核电厂安全壳热工水力行为模拟分析中,由于缺乏相关实验支持,非能动安全壳热量导出系统数值计算模型往往采用已有经验关系式并对模型简化。为解决上述问题,本文基于“华龙一号”安全壳综合性能实验台架开发了“华龙一号”非能动安全壳热量导出系统数值计算模型,并将其耦合到安全壳热工水力计算模型中。同时,本文采用该模型对“华龙一号”主蒸汽管道破裂严重事故后安全壳内热工水力行为开展了模拟分析。研究结果表明:非能动安全壳热量导出系统运行未对安全壳内温度和水蒸气浓度分布造成明显扰动;“华龙一号”非能动热量导出系统具有足够的排热能力,能够满足设计要求(安全壳压力低于设计压力520 kPa)。 展开更多

关键词 非能动安全壳热量导出系统 “华龙一号” 安全壳热工水力行为 安全壳综合性能实验装置 GOTHIC 主蒸汽管道破裂 温度分布 冷凝

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螺旋管外空气-蒸汽冷凝强化传热实验研究 被引量：2

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作者 李文涛 边浩志 +3 位作者 代丽红 周书航 吴桐雨 丁铭 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期1208-1213,共6页

管外含空气蒸汽冷凝是非能动安全壳热量导出系统工作的重要环节,为了提高系统的传热效率需要对空气-蒸汽冷凝强化传热进行研究。本文在压力0.2~1.3 MPa,壁面过冷度50~120℃,对管外径为19、25、38 mm的螺旋管外含空气蒸汽冷凝进行了实验... 管外含空气蒸汽冷凝是非能动安全壳热量导出系统工作的重要环节,为了提高系统的传热效率需要对空气-蒸汽冷凝强化传热进行研究。本文在压力0.2~1.3 MPa,壁面过冷度50~120℃,对管外径为19、25、38 mm的螺旋管外含空气蒸汽冷凝进行了实验研究。实验结果表明:螺旋管管径越小,换热系数越大,19 mm管的换热效果可达38 mm管的1.55倍;与竖直管相比,螺旋管强化换热效果受压力影响较大,压力越高,强化换热效果越好,0.2 MPa时换热系数较竖直管低3%左右,而1.3 MPa时比竖直管可强化65%左右。螺旋管有较好的强化换热效果,可对非能动安全壳热量导出系统的优化设计提供支持。 展开更多

关键词 含空气蒸汽冷凝 冷凝 螺旋管 强化传热 非能动安全壳热量导出系统 传热 实验 安全壳

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结构参数对开式自然循环流动特性的影响

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作者 郭雪晴 周少伟 宋振国 《船海工程》 北大核心 2022年第S02期57-61,共5页

建立一维均相平衡模型,对可用于非能动热量导出的大尺度开式自然循环系统的瞬态流动特性进行数值模拟,并分析系统结构参数对其流动特性的影响。结果表明,大尺度开式自然循环系统的流动会经历启动、单相流动、过渡阶段和近似两相稳定流动... 建立一维均相平衡模型,对可用于非能动热量导出的大尺度开式自然循环系统的瞬态流动特性进行数值模拟,并分析系统结构参数对其流动特性的影响。结果表明,大尺度开式自然循环系统的流动会经历启动、单相流动、过渡阶段和近似两相稳定流动4个过程,上升段内产生的闪蒸及闪蒸诱发的流量振荡是过渡阶段产生流动不稳定的原因。增加绝热管段高度或直径都能加快单相流动阶段的循环流动,但增加上升段高度对两相阶段的流动影响较小;增大上升段直径对单相流动影响较小,却能增加近似两相稳定流动阶段的循环流量。 展开更多

关键词 非能动热量导出系统 开式自然循环 闪蒸

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环状疏膜板强化管束外含空气蒸汽冷凝特性分析

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作者 高力 李文涛 +2 位作者 毛亚蔚 张超琦 李力 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期1201-1207,共7页

管外含空气蒸汽冷凝是非能动安全壳热量导出系统工作中关键的传热过程,为了提高系统中换热器的换热效率需要对管束外强化换热进行研究。本文将环状疏膜板强化换热管与管束结合并使用CFD软件对其进行数值模拟,研究对冷凝换热的影响。结... 管外含空气蒸汽冷凝是非能动安全壳热量导出系统工作中关键的传热过程,为了提高系统中换热器的换热效率需要对管束外强化换热进行研究。本文将环状疏膜板强化换热管与管束结合并使用CFD软件对其进行数值模拟,研究对冷凝换热的影响。结果表明:疏膜板布置方式、管间距等会对换热产生影响,交错布置疏膜板后换热系数最高可以比光管束提高28%;不同的布置方式对换热影响较大,不同布置换热系数可相差18%;管间距会通过影响疏膜板高度而影响强化效果。管束合理设置疏膜板后,可有较好的强化换热效果,可为换热器优化设计提供依据。 展开更多

关键词 数值模拟 含空气蒸汽冷凝 凝结 传热 管束 环状疏膜板 强化换热 非能动安全壳热量导出系统

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