中国先进研究堆(CARR)冷中子源装置设计 被引量：3

1

作者 余小玲 冯全科 +1 位作者 田健 于庆峰 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2006年第5期48-52,64,共6页

对中国在建的核功率为60 MW的中国先进研究堆中冷中子源系统的设计作了总体描述。该冷中子源采用液氢作为慢化剂,主要由两个分系统氢循环系统和氦制冷系统构成。氢循环系统中的冷包设计为带氦助冷通道的液氢层为月牙形的冷包。氢在连接... 对中国在建的核功率为60 MW的中国先进研究堆中冷中子源系统的设计作了总体描述。该冷中子源采用液氢作为慢化剂,主要由两个分系统氢循环系统和氦制冷系统构成。氢循环系统中的冷包设计为带氦助冷通道的液氢层为月牙形的冷包。氢在连接冷包与氢氦换热器的单管内进行两相热虹吸循环。冷包材料和慢化剂氢的核发热通过氦制冷系统产生的冷氦带走,氦制冷系统采用带液氮预冷的逆布雷顿制冷循环。 展开更多

关键词 中国先进研究堆 冷中子源 冷包 氦制冷

在线阅读 下载PDF 职称材料

低温冷箱跑冷损失及其对内部换热器温度分布的影响 被引量：2

2

作者 余锋 厉彦忠 祝银海 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2005年第6期15-19,共5页

以中国先进研究堆(CARR)的冷中子源项目为背景,建立了低温换热器与冷箱换热的物理模型,并通过对换热器内部冷热流体之间的传热以及换热器与冷箱、管道、支架之间辐射换热的耦合计算,得出冷箱和换热器的辐射热流密度,以及辐射跑冷对冷箱... 以中国先进研究堆(CARR)的冷中子源项目为背景,建立了低温换热器与冷箱换热的物理模型,并通过对换热器内部冷热流体之间的传热以及换热器与冷箱、管道、支架之间辐射换热的耦合计算,得出冷箱和换热器的辐射热流密度,以及辐射跑冷对冷箱内部换热器温度分布的影响。辐射跑冷导致换热器温度变化最高达4 K。采用铝箔包裹换热器和管道的隔热方法,可以大幅度减小辐射跑冷量。计算表明,运用该方法后辐射对换热器温度的影响最大不超过0.4 K,结果能够满足使用要求。 展开更多

关键词 冷中子源 真空 换热器 辐射

在线阅读 下载PDF 职称材料

中子三轴谱仪输入谱模拟与优化计算 被引量：3

3

作者 宋建明 黄朝强 +1 位作者 阳剑 陈波 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2008年第6期1149-1155,共7页

根据冷中子源及其后续中子导管的布局与参数,采用蒙特卡罗方法模拟计算了中子三轴谱仪的输入谱,获得了中子束均匀性、发散度及注量率等参数。模拟结果表明:冷源与导管人口间距离L不宜小于0.1m,在距离为0.5m时导管出口处注量率达到最大3.... 根据冷中子源及其后续中子导管的布局与参数,采用蒙特卡罗方法模拟计算了中子三轴谱仪的输入谱,获得了中子束均匀性、发散度及注量率等参数。模拟结果表明:冷源与导管人口间距离L不宜小于0.1m,在距离为0.5m时导管出口处注量率达到最大3.96×10~8cm^(-2)s^(-1);中子注量率及发散度均随导管超镜因子m增大而增大,m值由1.5增大到3后,其水平方向的发散度几乎不变,垂直方向最大发散度增大约87.7%,注量率增大25%;垂直方向和水平方向的发散均可以用高斯分布来描述,但水平方向的发散伴有离散峰;在m为1.5,L为2 m情况下,束流水平和垂直方向的最大发散度分别为0.85°和0.81°,中子注量率为2.86×10~8cm^(-2)s^(-1);得到了针对三轴谱仪的导管优化参数。 展开更多

关键词 蒙特卡罗 中子谱 冷中子源 三轴谱仪

在线阅读 下载PDF 职称材料

用于冷中子源系统的氦制冷循环方案分析 被引量：1

4

作者 余锋 厉彦忠 +1 位作者 王斯民 蒲亮 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期316-320,325,共6页

为向冷中子源装置氢系统提供17.5 K的低温冷源,设计了逆布雷顿循环的液氮预冷模式和4种膨胀机预冷模式,并对这5种循环模式进行热力分析和分析,获得了各循环模式下的主要热力参数并分析比较了各自的热力性质.结果表明:带液氮预冷和前... 为向冷中子源装置氢系统提供17.5 K的低温冷源,设计了逆布雷顿循环的液氮预冷模式和4种膨胀机预冷模式,并对这5种循环模式进行热力分析和分析,获得了各循环模式下的主要热力参数并分析比较了各自的热力性质.结果表明:带液氮预冷和前置式并联膨胀机预冷2种模式的热力性能最好,效率最高;对于膨胀机预冷循环,并联模式优于串联模式,前置式优于后置式.循环系统损失部位主要在压缩机、膨胀机和换热器,减小这3部分损失的途径有以下方面:改善循环,减小系统氦的质量流量;提高压缩机的等温效率、膨胀机的等熵效率;改善换热器的内部温度、温差、压力分布及物流分配.本研究为中国先进研究堆冷中子源氦制冷系统的设计提供了数值基础. 展开更多

关键词 冷中子源 逆布雷顿循环 [火用]效率 [火用]损失 换热器

在线阅读 下载PDF 职称材料

中国先进研究堆冷中子源核发热和冷中子增益研究 被引量：4

5

作者 沈峰 袁履正 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期36-39,共4页

为准确计算和研究中国先进研究堆(CARR)冷中子源装置氢系统的核发热和冷中子增益,建立了一整套计算方法。对参考堆的验证计算证明了该方法的正确性和有效性。对影响CARR冷中子源核发热和冷中子增益的各种因素(如慢化剂、冷包材料、冷包... 为准确计算和研究中国先进研究堆(CARR)冷中子源装置氢系统的核发热和冷中子增益,建立了一整套计算方法。对参考堆的验证计算证明了该方法的正确性和有效性。对影响CARR冷中子源核发热和冷中子增益的各种因素(如慢化剂、冷包材料、冷包形状等)进行了计算和优化选择。结果表明:在核发热量较小的条件下获得了较好的冷中子增益。 展开更多

关键词 冷中子源 核发热 冷中子增益因子

在线阅读 下载PDF 职称材料

冷中子源低温真空冷箱应力场分析及结构设计 被引量：1

6

作者 余锋 厉彦忠 王斯民 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第7期789-793,共5页

为了减小真空冷箱在低温工作状态下受到的大气压力、设备重力以及内部管道因降温收缩而产生的热应力的复合作用,运用ANSYS有限元分析软件模拟冷箱和管道的应力场及变形.结果表明:管道的热应力随管道直径、相对弯曲度的增大而增大;冷箱... 为了减小真空冷箱在低温工作状态下受到的大气压力、设备重力以及内部管道因降温收缩而产生的热应力的复合作用,运用ANSYS有限元分析软件模拟冷箱和管道的应力场及变形.结果表明:管道的热应力随管道直径、相对弯曲度的增大而增大;冷箱最大变形发生在上法兰中间区域,应力集中在冷箱壁与加强筋相交区域.根据计算的结果,针对性地提出了适当减小管道直径和相对弯曲度以及增设加强筋和加固壁的改进方案.改进后的计算结果表明,冷箱的最大变形值由9.7mm减小到1.3 mm,应力和变形分布趋于平缓,达到了优化设计的效果.本研究为冷中子源氦制冷系统的设计,提高系统工作的稳定性和可靠性提供了技术参考. 展开更多

关键词 冷中子源 冷箱 热应力 应力 变形

在线阅读 下载PDF 职称材料

H_2/O_2爆燃波在冷源真空筒内的传播 被引量：2

7

作者 兰晓华 胡春明 +1 位作者 郑洲 刘显坤 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第12期1522-1526,共5页

若反应堆冷中子源真空筒热交换器中H2冷却剂泄漏与空气混合时,H2与O2发生爆炸,其冲击波将对真空筒完整性构成威胁。采用全尺寸模拟件进行实验,研究爆燃波对真空筒的冲击程度。比较在不同当量比和初压H2/O2混合物,在模拟件内点火引发爆燃... 若反应堆冷中子源真空筒热交换器中H2冷却剂泄漏与空气混合时,H2与O2发生爆炸,其冲击波将对真空筒完整性构成威胁。采用全尺寸模拟件进行实验,研究爆燃波对真空筒的冲击程度。比较在不同当量比和初压H2/O2混合物,在模拟件内点火引发爆燃,采用压力、火焰测量和数据采集系统,测量各测点的火焰及压力时间曲线。结果表明,低初压和化学当量比两种工况产生的冲击波和火焰均可通过真空筒点火端经狭缝进入到另一端,并形成强爆燃。对富油(即H2过剩)工况,管道只产生低速燃烧,无冲击波特征。 展开更多

关键词 冷中子源 爆燃 冲击波 真空筒

在线阅读 下载PDF 职称材料

反应堆冷中子源的调试运行 被引量：2

8

作者 兰晓华 郑洲 +1 位作者 刘聪 刘显坤 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2014年第8期930-933,共4页

冷中子源装置利用14.5 K的低温氦气作为制冷剂。通过制冷系统的不停运转,将冷源氢系统内的氢液化。液态的氢充满着整个堆内部件系统的慢化剂室,使得其周围的热中子与液氢慢化剂进行能量交换,变为冷中子,再通过中子导管将冷中子输送到散... 冷中子源装置利用14.5 K的低温氦气作为制冷剂。通过制冷系统的不停运转,将冷源氢系统内的氢液化。液态的氢充满着整个堆内部件系统的慢化剂室,使得其周围的热中子与液氢慢化剂进行能量交换,变为冷中子,再通过中子导管将冷中子输送到散射大厅各台谱仪上。冷源装置所有子系统调试运行的成功是获得冷中子的基础。在冷源调试中,氦制冷系统调试运行最为繁琐。着重介绍氦制冷系统在调试过程中遇到的问题及解决措施。 展开更多

关键词 冷中子源 调试 慢化剂室

在线阅读 下载PDF 职称材料

氦制冷系统方案的热力学分析 被引量：2

9

作者 殷秀娓 傅秦生 厉彦忠 《华北电力大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2003年第5期86-89,共4页

通过对冷中子源系统中采用逆布雷敦循环的氦制冷循环的改进设计分析,分别对带膨胀机预冷的4种流程结构进行了热力学的能量和(火用)分析。综合在膨胀机并联流程中对一级膨胀量的优化设计和在串联流程中对压缩机出日压力的优化设计结果,... 通过对冷中子源系统中采用逆布雷敦循环的氦制冷循环的改进设计分析,分别对带膨胀机预冷的4种流程结构进行了热力学的能量和(火用)分析。综合在膨胀机并联流程中对一级膨胀量的优化设计和在串联流程中对压缩机出日压力的优化设计结果,寻找出配合冷中于源系统的氦制冷站的最优设计结构。 展开更多

关键词 氦制冷系统 热力学分析 逆布雷敦循环 冷中子源 中子密度 实验研究堆

在线阅读 下载PDF 职称材料

冷中子源氢热虹吸系统传热极限研究 被引量：1

10

作者 李强 杨健慧 +1 位作者 周远 李青 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 2003年第1期76-78,共3页

提出了一个简便的计算方法,用以确定冷中子源氢热虹吸管的尺寸。计算结果表明:当热虹吸管的外管内径为54mm、内管内径为21mm时,传热极限为3kW。

关键词 冷中子源 氢热虹吸系统 传热极限 热虹吸管

在线阅读 下载PDF 职称材料

冷中子源氢慢化剂物态变化影响因素分析 被引量：1

11

作者 兰晓华 郑洲 +2 位作者 刘聪 薛志彦 刘显坤 《核电子学与探测技术》 CAS 北大核心 2015年第11期1070-1072,共3页

CMRR研究堆冷中子源以液氢作为中子慢化剂获取冷中子,低温氦气为制冷介质。论文实验对比了反应堆处于停止状态及低功率时氢的液化过程差异,研究了反应堆高功率对液氢汽化过程的影响,探讨了不同余热功率对于液氢自然蒸发速度的影响。实... CMRR研究堆冷中子源以液氢作为中子慢化剂获取冷中子,低温氦气为制冷介质。论文实验对比了反应堆处于停止状态及低功率时氢的液化过程差异,研究了反应堆高功率对液氢汽化过程的影响,探讨了不同余热功率对于液氢自然蒸发速度的影响。实验结果表明:液氢的汽化过程平稳程度低于液化过程,易出现压力变化的跳跃,高强度的核辐射热会加速液氢的汽化。 展开更多

关键词 冷中子源 慢化剂 液氢 反应堆功率

在线阅读 下载PDF 职称材料

冷中子源封闭的两相热虹吸系统自稳特性研究 被引量：1

12

作者 沈峰 袁履正 《核科学与工程》 CSCD 北大核心 2006年第3期233-238,共6页

提出包含缓冲罐在内的封闭两相热虹吸自然循环回路的自稳模型。在缓冲罐与冷凝器间连接管的绝热和瞬间温度平衡两个条件下,研究其自稳特性,并与日本京都大学提出的模型进行了对比,提出提高自稳特性的措施。

关键词 冷中子源 两相热虹吸 自稳特性

在线阅读 下载PDF 职称材料

中国先进研究堆冷中子源中子性能和自稳特性优化研究 被引量：1

13

作者 沈峰 袁履正 贾占礼 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期129-136,共8页

针对中国先进研究堆(CARR)冷中子源的技术难点,研究采用国际上尚无先例的带助冷冷包结构及带助冷两相热虹吸自然循环冷却方式的可行性。在此基础上,进行新冷却方式下冷包内液氢形状的优化,对不同冷包结构下的中子性能进行分析,优化出较... 针对中国先进研究堆(CARR)冷中子源的技术难点,研究采用国际上尚无先例的带助冷冷包结构及带助冷两相热虹吸自然循环冷却方式的可行性。在此基础上,进行新冷却方式下冷包内液氢形状的优化,对不同冷包结构下的中子性能进行分析,优化出较好的冷包结构。针对该冷却方式,进行对冷中子源运行稳定性至关重要的自稳特性研究,推导出具有一阶惯性环节的自稳特性方程。通过对方程解的分析,证明了CARR新冷却方式具有较好的自稳特性并可据此开展优化分析。 展开更多

关键词 中国先进研究堆 冷中子源 月牙形冷包 带助冷两相热虹吸 中子性能 自稳特性

在线阅读 下载PDF 职称材料

PDHID检测器在冷中子源氦制冷系统氢杂质分析中的应用 被引量：1

14

作者 刘聪 刘显坤 +2 位作者 郑洲 兰晓华 薛志彦 《中国测试》 CAS 北大核心 2015年第3期34-36 41,41,共4页

针对氦中痕量氢难以分析的问题,应用高灵敏度的脉冲放电氦离子化检测器(PDHID),结合可调压进样装置,对冷中子源氦制冷系统中的氢杂质进行分析,结果精密度高,相对标准偏差RSD<1%,总测量不确定度<3%,测定氢的检出限达10μL/m3,比TC... 针对氦中痕量氢难以分析的问题,应用高灵敏度的脉冲放电氦离子化检测器(PDHID),结合可调压进样装置,对冷中子源氦制冷系统中的氢杂质进行分析,结果精密度高,相对标准偏差RSD<1%,总测量不确定度<3%,测定氢的检出限达10μL/m3,比TCD检测器的检出限低4个量级。 展开更多

关键词 PDHID 冷中子源 气相色谱 氢 可调压进样装置

在线阅读 下载PDF 职称材料

中国先进研究堆冷源尺寸对冷中子导管出口处中子注量率的影响

15

作者 郭立平 杨同华 +3 位作者 王洪立 成之绪 陈东风 赵志祥 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 2003年第6期528-532,共5页

应用蒙特卡罗方法研究了中国先进研究堆冷中子源尺寸对58Ni和超镜冷中子导管出口处中子注量率的影响,使用2个不同软件获得了一致的模拟结果。对于58Ni导管,需要18cm×30cm的冷中子源尺寸才可使积分中子注量率和直到2nm波长的中子... 应用蒙特卡罗方法研究了中国先进研究堆冷中子源尺寸对58Ni和超镜冷中子导管出口处中子注量率的影响,使用2个不同软件获得了一致的模拟结果。对于58Ni导管,需要18cm×30cm的冷中子源尺寸才可使积分中子注量率和直到2nm波长的中子注量率达到饱和,对于m=2的超镜导管对应的尺寸为22cm×36cm。 展开更多

关键词 中国先进研究堆 冷源尺寸 冷中子导管 中子注量率 蒙特卡罗法

在线阅读 下载PDF 职称材料

冷中子源氢热虹吸系统设计方法研究

16

作者 杨健慧 卢文强 +3 位作者 李强 李青 周远 潘勤彦 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2002年第5期22-28,共7页

对冷中子源同轴热虹吸管的传热极限做了理论分析 ,推导了同轴热虹吸管传热极限理论计算公式 ,并利用已有的实验数据进行拟合 ,提出了一个简便的计算方法 ,用以进行冷中子源氢热虹吸管的结构设计 ,计算表明 ,当热虹吸管的外管内径为 5 4m... 对冷中子源同轴热虹吸管的传热极限做了理论分析 ,推导了同轴热虹吸管传热极限理论计算公式 ,并利用已有的实验数据进行拟合 ,提出了一个简便的计算方法 ,用以进行冷中子源氢热虹吸管的结构设计 ,计算表明 ,当热虹吸管的外管内径为 5 4mm ,内管内径为 2 1mm时 ,传热能力有 3kW。 展开更多

关键词 氢热虹吸系统 设计方法 冷中子源 同轴热虹吸管 传热极限

在线阅读 下载PDF 职称材料

研究堆冷中子源冷包的强度分析

17

作者 戴红彬 张元冲 +1 位作者 冯全科 沈峰 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期302-305,共4页

利用ANSYS软件包对某研究堆冷中子源(CNS)的冷包在内外压共同作用下的强度进行分析。分析结果表明,冷包的原设计不甚合理,冷包的局部应力超过了设计应力。变更原结构的几何尺寸后进行了进一步计算分析,并提出了相应的补强方案。改进后... 利用ANSYS软件包对某研究堆冷中子源(CNS)的冷包在内外压共同作用下的强度进行分析。分析结果表明,冷包的原设计不甚合理,冷包的局部应力超过了设计应力。变更原结构的几何尺寸后进行了进一步计算分析,并提出了相应的补强方案。改进后冷包的计算结果表明,补强后的结构很好地满足设计要求。研究结果为冷包的实际工程设计提供了依据。 展开更多

关键词 研究堆 冷中子源 冷包 强度分析

在线阅读 下载PDF 职称材料

中国先进研究堆冷中子源单相冷包方案可行性分析

18

作者 孙硕 刘蕴涛 +2 位作者 王洪立 陈东风 冯全科 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第12期2293-2299,共7页

在现有的冷源设计中,两相氢循环因其换热能力强而被广泛采用,但它最大的缺点是存在含气率影响慢化的稳定性。能否采用单相循环代替两相循环实现高热流密度的热量输出,是待研究的重点。为兼顾循环流量等宏观特性和流场、温度场分布等细... 在现有的冷源设计中,两相氢循环因其换热能力强而被广泛采用,但它最大的缺点是存在含气率影响慢化的稳定性。能否采用单相循环代替两相循环实现高热流密度的热量输出,是待研究的重点。为兼顾循环流量等宏观特性和流场、温度场分布等细节参数的分析,提出了一种基于迭代的耦合算法,将一维理论公式与三维数值仿真模型相结合,用于分析中国先进研究堆单相冷包方案的可行性。研究发现,单相循环只能带走约30%的核发热,但由于冷包增加了氦冷却套,其余热量全部通过氦气对冷包壁面的直接冷却带走。温度场的分析显示液氢和壁面的最高温度分别为21.7和23.7K。这说明冷包得到了充分冷却,单相循环及单相冷包结构可满足工程需要。 展开更多

关键词 CARR 冷中子源 单相冷包 热分析

在线阅读 下载PDF 职称材料