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基于氧化腐蚀行为的铅铋堆燃料组件多物理耦合特性研究
被引量：
1
1
作者
季旭
柴翔
+1 位作者
张乐福
刘晓晶
《原子能科学技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第10期2139-2152,共14页
氧是铅铋堆中最具应用潜力的非金属缓蚀剂,在冷却剂中添加一定浓度的氧,可在结构材料表面生成保护性氧化膜,可以极大程度上缓解液态铅铋对结构材料的腐蚀。在铅铋堆中,氧化层的生长-去除行为受温度、氧浓度、冷却剂流速、时间等多种因...
氧是铅铋堆中最具应用潜力的非金属缓蚀剂,在冷却剂中添加一定浓度的氧,可在结构材料表面生成保护性氧化膜,可以极大程度上缓解液态铅铋对结构材料的腐蚀。在铅铋堆中,氧化层的生长-去除行为受温度、氧浓度、冷却剂流速、时间等多种因素影响,同时氧化层的生长也改变了堆芯的热工水力特性和中子物理参数,因此,研究铅铋堆的氧化腐蚀场、热工水力场和中子物理场的耦合作用对铅铋堆应用有重要意义。本文基于MOOSE(面向对象的多物理场仿真环境)平台搭建了核-热-材多物理场耦合框架,开展了铅铋堆在基准工况下的核-热-材耦合分析,并研究了氧浓度和冷却剂入口温度对关键耦合参数时序变化规律和氧化层分布的影响。结果表明,基准工况下氧化腐蚀10 000 h后,燃料组件包壳表面的氧化层平均厚度约为9.86μm,燃料最大温升为13.36 K,k_(eff)下降7 pcm;氧浓度升高可以极有效地抑制磁铁矿溶解,但达到一定浓度后氧浓度的升高对Fe-Cr尖晶石的生长促进作用较小;冷却剂入口温度的升高会导致组件中心处包壳壁面的磁铁矿去除速率增大,并且可以大幅促进Fe-Cr尖晶石的生长。
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关键词
核-热-材耦合
氧化腐蚀
铅铋堆
燃料组件
面向对象的多物理场仿真环境
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职称材料
潮湿环境下中压电缆接头早期故障的演变规律及特性
被引量：
4
2
作者
于志鹏
许永鹏
+2 位作者
钱庆林
段常坤
江秀臣
《高电压技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第3期1311-1321,共11页
由于目前缺乏对电缆接头早期故障演变过程的研究,为此根据实际运行场景设计了潮湿环境下的电缆接头早期故障模拟试验,得到不同放电次数下的电缆接头早期故障电流变化规律、绝缘损伤、气隙内积水位移等特征,分析早期故障演变过程,并根据...
由于目前缺乏对电缆接头早期故障演变过程的研究,为此根据实际运行场景设计了潮湿环境下的电缆接头早期故障模拟试验,得到不同放电次数下的电缆接头早期故障电流变化规律、绝缘损伤、气隙内积水位移等特征,分析早期故障演变过程,并根据故障时的电极构成特征将早期故障分为第1、第2阶段,提出了早期故障2个阶段各自的特征。在此基础上建立了电弧位置固定时的早期故障仿真模型,仿真分析了电弧温度的变化、固体绝缘部分的高温区域形成以及电弧区域的热量散失等现象。综合试验与仿真结果认为,移动位置电弧与重燃电弧共同构成早期故障的第1阶段。当电弧位置临近接头接地点,早期故障将进入第2阶段。当闪络痕迹贯穿绝缘表面时,将形成永久性故障。该研究结果为早期故障特征识别与监测提供了理论支撑。
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关键词
潮湿
环境
中压电缆接头
早期故障实验模拟
多物理
场
仿真
故障演变过程
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职称材料
柔性石墨网与镀锌钢在模拟土壤环境中的电偶腐蚀行为
被引量：
3
3
作者
马云瑞
商正
+8 位作者
寇晓适
张玉楠
董曼玲
王晓地
张宇鹏
李予全
谢伟
姚德贵
朱金阳
《腐蚀与防护》
CAS
北大核心
2022年第10期45-50,共6页
模拟了河南典型土壤介质环境,研究了典型“金属引下线(镀锌钢)-石墨接地网”之间的电偶腐蚀行为。结果表明:在模拟土壤介质工况条件下,金属引下线和石墨接地网之间的电位差约为700 mV,具有显著电偶腐蚀倾向,其中,引下线镀锌钢的自腐蚀...
模拟了河南典型土壤介质环境,研究了典型“金属引下线(镀锌钢)-石墨接地网”之间的电偶腐蚀行为。结果表明:在模拟土壤介质工况条件下,金属引下线和石墨接地网之间的电位差约为700 mV,具有显著电偶腐蚀倾向,其中,引下线镀锌钢的自腐蚀电位更负,为电偶腐蚀阳极,腐蚀进程将被加速;电导率和含氧量对这两种材料间的电偶腐蚀行为均有显著影响;随着电导率和含氧量的升高,电偶电流密度均增大,在含氧量15%和电导率1 000μS/cm条件下,相比无偶接试样,其电偶腐蚀加速倍率分别达到13.36和5.18,电偶加速效应明显;面积比的升高对电偶腐蚀也具有明显的促进作用;本研究条件下上述两种材料间的电偶腐蚀敏感性等级均达到最高级E级。在新型石墨接地网装置中,镀锌钢引下线存在较高电偶腐蚀风险,在实际使用中应尽量避免上述两种材质的组合,在无法避免的情况下,应对其采取合理的防护措施。
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关键词
土壤
环境
电偶腐蚀
引下线
多物理
场
仿真
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职称材料
题名
基于氧化腐蚀行为的铅铋堆燃料组件多物理耦合特性研究
被引量：
1
1
作者
季旭
柴翔
张乐福
刘晓晶
机构
上海交通大学核科学与工程学院
出处
《原子能科学技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第10期2139-2152,共14页
基金
上海市2020年度“科技创新行动计划”技术带头人项目(20XD1434100)。
文摘
氧是铅铋堆中最具应用潜力的非金属缓蚀剂,在冷却剂中添加一定浓度的氧,可在结构材料表面生成保护性氧化膜,可以极大程度上缓解液态铅铋对结构材料的腐蚀。在铅铋堆中,氧化层的生长-去除行为受温度、氧浓度、冷却剂流速、时间等多种因素影响,同时氧化层的生长也改变了堆芯的热工水力特性和中子物理参数,因此,研究铅铋堆的氧化腐蚀场、热工水力场和中子物理场的耦合作用对铅铋堆应用有重要意义。本文基于MOOSE(面向对象的多物理场仿真环境)平台搭建了核-热-材多物理场耦合框架,开展了铅铋堆在基准工况下的核-热-材耦合分析,并研究了氧浓度和冷却剂入口温度对关键耦合参数时序变化规律和氧化层分布的影响。结果表明,基准工况下氧化腐蚀10 000 h后,燃料组件包壳表面的氧化层平均厚度约为9.86μm,燃料最大温升为13.36 K,k_(eff)下降7 pcm;氧浓度升高可以极有效地抑制磁铁矿溶解,但达到一定浓度后氧浓度的升高对Fe-Cr尖晶石的生长促进作用较小;冷却剂入口温度的升高会导致组件中心处包壳壁面的磁铁矿去除速率增大,并且可以大幅促进Fe-Cr尖晶石的生长。
关键词
核-热-材耦合
氧化腐蚀
铅铋堆
燃料组件
面向对象的多物理场仿真环境
Keywords
neutronics-thermal-hydraulics-material coupling
oxidation corrosion
lead-bismuth cooled fast reactor
fuel assembly
multi-physics object-oriented simulation environment
分类号
TL99 [核科学技术—核技术及应用]
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职称材料
题名
潮湿环境下中压电缆接头早期故障的演变规律及特性
被引量：
4
2
作者
于志鹏
许永鹏
钱庆林
段常坤
江秀臣
机构
上海交通大学电气工程系
出处
《高电压技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第3期1311-1321,共11页
基金
国家自然科学基金(51477100)。
文摘
由于目前缺乏对电缆接头早期故障演变过程的研究,为此根据实际运行场景设计了潮湿环境下的电缆接头早期故障模拟试验,得到不同放电次数下的电缆接头早期故障电流变化规律、绝缘损伤、气隙内积水位移等特征,分析早期故障演变过程,并根据故障时的电极构成特征将早期故障分为第1、第2阶段,提出了早期故障2个阶段各自的特征。在此基础上建立了电弧位置固定时的早期故障仿真模型,仿真分析了电弧温度的变化、固体绝缘部分的高温区域形成以及电弧区域的热量散失等现象。综合试验与仿真结果认为,移动位置电弧与重燃电弧共同构成早期故障的第1阶段。当电弧位置临近接头接地点,早期故障将进入第2阶段。当闪络痕迹贯穿绝缘表面时,将形成永久性故障。该研究结果为早期故障特征识别与监测提供了理论支撑。
关键词
潮湿
环境
中压电缆接头
早期故障实验模拟
多物理
场
仿真
故障演变过程
Keywords
humid environment
medium voltage cable joint
analysis of incipient fault
multi-physics simulation
failure evolution process
分类号
TM75 [电气工程—电力系统及自动化]
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职称材料
题名
柔性石墨网与镀锌钢在模拟土壤环境中的电偶腐蚀行为
被引量：
3
3
作者
马云瑞
商正
寇晓适
张玉楠
董曼玲
王晓地
张宇鹏
李予全
谢伟
姚德贵
朱金阳
机构
国网河南省电力公司电力科学研究院
北京科技大学国家材料服役安全科学中心
出处
《腐蚀与防护》
CAS
北大核心
2022年第10期45-50,共6页
基金
国网河南省电力公司科技项目(5217022000A7)。
文摘
模拟了河南典型土壤介质环境,研究了典型“金属引下线(镀锌钢)-石墨接地网”之间的电偶腐蚀行为。结果表明:在模拟土壤介质工况条件下,金属引下线和石墨接地网之间的电位差约为700 mV,具有显著电偶腐蚀倾向,其中,引下线镀锌钢的自腐蚀电位更负,为电偶腐蚀阳极,腐蚀进程将被加速;电导率和含氧量对这两种材料间的电偶腐蚀行为均有显著影响;随着电导率和含氧量的升高,电偶电流密度均增大,在含氧量15%和电导率1 000μS/cm条件下,相比无偶接试样,其电偶腐蚀加速倍率分别达到13.36和5.18,电偶加速效应明显;面积比的升高对电偶腐蚀也具有明显的促进作用;本研究条件下上述两种材料间的电偶腐蚀敏感性等级均达到最高级E级。在新型石墨接地网装置中,镀锌钢引下线存在较高电偶腐蚀风险,在实际使用中应尽量避免上述两种材质的组合,在无法避免的情况下,应对其采取合理的防护措施。
关键词
土壤
环境
电偶腐蚀
引下线
多物理
场
仿真
Keywords
soil environment
galvanic corrosion
down lead
multiphysics simulation
分类号
TG174 [金属学及工艺—金属表面处理]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于氧化腐蚀行为的铅铋堆燃料组件多物理耦合特性研究
季旭
柴翔
张乐福
刘晓晶
《原子能科学技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
潮湿环境下中压电缆接头早期故障的演变规律及特性
于志鹏
许永鹏
钱庆林
段常坤
江秀臣
《高电压技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
4
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下载PDF
职称材料
3
柔性石墨网与镀锌钢在模拟土壤环境中的电偶腐蚀行为
马云瑞
商正
寇晓适
张玉楠
董曼玲
王晓地
张宇鹏
李予全
谢伟
姚德贵
朱金阳
《腐蚀与防护》
CAS
北大核心
2022
3
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职称材料
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