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环境气氛对石墨球摩擦产粉及粉尘粒径粒形特征影响的研究
1
作者 郭丽潇 黄淑龙 +3 位作者 张宇航 刘莹 曹健 姜子琪 《辐射防护》 北大核心 2025年第4期388-395,共8页
通过自主设计的摩擦磨损实验,针对高温气冷堆核电站示范工程(HTR-PM)使用的同工艺、同材质石墨球开展了不同气氛环境条件下石墨球的摩擦磨损行为研究,并对石墨粉尘的粒径、粒形等物理性质进行了表征。结果表明,与空气相比,氦气气氛中摩... 通过自主设计的摩擦磨损实验,针对高温气冷堆核电站示范工程(HTR-PM)使用的同工艺、同材质石墨球开展了不同气氛环境条件下石墨球的摩擦磨损行为研究,并对石墨粉尘的粒径、粒形等物理性质进行了表征。结果表明,与空气相比,氦气气氛中摩擦形式以磨粒磨损为主,石墨粉尘在氦气气氛中产生的颗粒数量更多,但粒径更小;石墨球表面摩擦掉粉量和掉粉率与气氛无明显相关,主要与初始表面粗糙度直接相关,一颗石墨球的平均最大掉粉量约为160 mg;摩擦产生的石墨粉尘颗粒为鳞片状,石墨粉尘的球形度中值为0.84,长径比中值为0.61。 展开更多
关键词 高温气冷堆 石墨粉尘 摩擦磨损
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小型氟盐冷却高温堆燃料元件三维热工流体设计研究
2
作者 丁铜伟 张大林 陈硕 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第3期588-596,共9页
堆芯内燃料元件最热通道的流动传热特性是反应堆热工设计及安全分析的重要研究对象。针对固有安全一体化小型氟盐冷却高温堆FuSTAR堆芯方案的热工水力设计,本文开展适用于FuSTAR 4种堆芯设计方案的最热通道热工水力特性的三维数值分析... 堆芯内燃料元件最热通道的流动传热特性是反应堆热工设计及安全分析的重要研究对象。针对固有安全一体化小型氟盐冷却高温堆FuSTAR堆芯方案的热工水力设计,本文开展适用于FuSTAR 4种堆芯设计方案的最热通道热工水力特性的三维数值分析。基于候选的堆芯设计方案,将物理计算得到的最热元件线功率分布作为最热通道热工计算能量源项,先后进行温度-热点和速度-压降对比分析。温度-热点对比分析计算结果表明,4种堆芯设计方案热点温度均在温度限值以下,HCF_TRISOC方案热点温度最低,芯块及包壳内、外温差最小、温度分布最均匀,因此具有较好的传热特性,有利于减小热应力。速度-压降对比分析结果表明,HCF_UZr方案具有最大的横流强度和最小的压降,有利于强化换热和节省泵功率。综合上述分析结果,HCF_TRISOC方案具有最优的传热及安全特性,拟选作FuSTAR的燃料元件方案。本文研究结果可为FuSTAR堆芯设计及堆芯方案的选择提供参考依据,为堆芯的进一步优化提供指导。 展开更多
关键词 小型氟盐冷却高温堆 堆芯设计 热通道 螺旋十字燃料
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氦氙气冷移动式反应堆堆芯物理计算分析
3
作者 王心泓 柯国土 杨夷 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第1期135-141,共7页
移动式反应堆固有安全性高、经济性好、部署灵活,是未来先进反应堆技术发展的重要方向。高温气冷堆因其性能特点在移动式反应堆设计中广受青睐,基于此提出一种使用氦氙为冷却剂、低浓度TRISO包覆颗粒为燃料的移动式反应堆堆芯方案,并使... 移动式反应堆固有安全性高、经济性好、部署灵活,是未来先进反应堆技术发展的重要方向。高温气冷堆因其性能特点在移动式反应堆设计中广受青睐,基于此提出一种使用氦氙为冷却剂、低浓度TRISO包覆颗粒为燃料的移动式反应堆堆芯方案,并使用蒙特卡罗程序MCNP对其进行物理特性研究计算。计算结果表明:本文方案为超热堆,功率分布合理,控制系统价值足够;温度功率效应为负值,满足设计要求;后备反应性充足,可支持满功率运行1500 EFPD;本文方案相比其他先进移动式反应堆体积较小,但燃耗深度相对较浅。总体而言本文提出的堆芯方案合理,能够满足设计要求。 展开更多
关键词 移动式反应堆 高温气冷堆 物理设计
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不同温度下316LN不锈钢的低频腐蚀疲劳裂纹扩展行为
4
作者 李晨 李鑫 +7 位作者 许鑫和 吕战鹏 崔同明 潘登 陈俊劼 郑会 杨双亮 钟志民 《腐蚀与防护》 北大核心 2025年第4期60-65,74,共7页
研究了环境温度对316LN不锈钢在高温水环境中低频载荷作用下腐蚀疲劳裂纹扩展速率的影响。结果表明:高温水环境对316LN不锈钢的疲劳裂纹扩展有显著加速作用,升高温度导致不锈钢氧化现象更加显著,使得其疲劳裂纹扩展速率升高,且高温水增... 研究了环境温度对316LN不锈钢在高温水环境中低频载荷作用下腐蚀疲劳裂纹扩展速率的影响。结果表明:高温水环境对316LN不锈钢的疲劳裂纹扩展有显著加速作用,升高温度导致不锈钢氧化现象更加显著,使得其疲劳裂纹扩展速率升高,且高温水增加了疲劳扩展的加速因子。 展开更多
关键词 压水堆核电站 主回路管道 不锈钢 高温水 腐蚀疲劳 裂纹扩展速率
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高温气冷堆多组分流动换热耦合系统的Newton-Krylov求解方法研究
5
作者 唐焕燃 张汉 +4 位作者 刘礼勋 彭心茹 邬颖杰 郭炯 李富 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第2期348-359,共12页
高温气冷堆的进水事故和进气事故是需要特殊考虑的事故,这两类事故中空气或水蒸气会与堆芯石墨发生化学反应生成多种气体并腐蚀石墨。研究化学腐蚀现象的前提是对堆芯中多种气体的流动扩散现象进行研究,相比于单组分问题,这是一个更为... 高温气冷堆的进水事故和进气事故是需要特殊考虑的事故,这两类事故中空气或水蒸气会与堆芯石墨发生化学反应生成多种气体并腐蚀石墨。研究化学腐蚀现象的前提是对堆芯中多种气体的流动扩散现象进行研究,相比于单组分问题,这是一个更为复杂的非线性耦合系统,需要稳定、准确、高效求解。本文以计算性能优异的Newton-Krylov(NK)方法为耦合框架,针对高温气冷堆特点,开发了多组分气体流动耦合计算模块,提出了基于物理特性的NK修正算法,避免非物理解的中间迭代值。通过与高温气冷堆分析程序TINTE的对比验证了新程序的正确性。测试结果表明,在计算效率上NK算法的计算性能约为Picard算法的6~7倍。 展开更多
关键词 高温气冷堆 多物理场 多组分气体 Newton-Krylov算法
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球床式高温气冷堆精细化堆芯核素积存量计算方法研究
6
作者 曹成昊 陈海英 +3 位作者 王雯毅 梁金刚 佘顶 曹建主 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第5期1075-1084,共10页
球床式高温气冷堆多次通过的燃料管理方式和燃料球随机流动特性,为堆芯核素积存量计算带来挑战。传统基于集总参数的计算方法难以考虑源项计算中各因素的空间分布,也无法体现燃料球间核素积存量差异。本文基于堆芯功率分布和随机抽样技... 球床式高温气冷堆多次通过的燃料管理方式和燃料球随机流动特性,为堆芯核素积存量计算带来挑战。传统基于集总参数的计算方法难以考虑源项计算中各因素的空间分布,也无法体现燃料球间核素积存量差异。本文基于堆芯功率分布和随机抽样技术,提出一种精细到燃料球的堆芯核素积存量计算方法,即逐球抽样功率历史并进行燃耗计算,获得堆芯核素积存量及其空间分布。以高温气冷堆核电站示范工程为研究对象,本文比较了精细方法与传统方法的差异,并分析燃料球流速分布对堆芯燃耗分布的影响。结果表明,精细方法得到裂变产物总积存量略低于传统方法,堆芯平均燃耗略大,且不均匀流速模型与均匀流速模型相比,轴向燃耗梯度较平均,卸料燃耗分布更集中。本文方法为进一步提高堆芯积存量计算精度提供重要理论基础。 展开更多
关键词 球床式高温气冷堆 堆芯核素积存量 堆芯燃耗分布 卸料燃耗
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氦氙气冷空间堆耦合布雷顿循环核电源系统瞬态特性分析
7
作者 吴杨茂 唐思邈 +5 位作者 朱隆祥 连强 张卢腾 马在勇 孙皖 潘良明 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第5期973-987,共15页
空间核电源是未来空间任务的重要支撑,本文针对高温气冷堆耦合闭式布雷顿循环发电的兆瓦级先进气冷核能系统(MAGNUS),建立了一套合理完善的数学物理模型,包括反应堆模型、布雷顿热电转换系统模型以及热排放系统模型。采用稳定高效的数... 空间核电源是未来空间任务的重要支撑,本文针对高温气冷堆耦合闭式布雷顿循环发电的兆瓦级先进气冷核能系统(MAGNUS),建立了一套合理完善的数学物理模型,包括反应堆模型、布雷顿热电转换系统模型以及热排放系统模型。采用稳定高效的数值计算方法进行求解,开发了一套瞬态系统分析程序。在对程序稳态及瞬态计算值进行验证后,对系统的典型事故工况进行瞬态分析,包括有保护措施和无保护措施的反应性引入事故、涡轮-发电机-压缩机(TAC)轴转速降低工况模拟。结果表明在反应堆中引入正反应性可提高系统的热循环效率;反应堆输出热量与系统负荷成正比,在保证堆芯安全的合理轴转速范围内,系统的温差损失能够更有效地将热能转化为电能,实现系统效率的提升。 展开更多
关键词 空间核电源 高温气冷快堆 闭式布雷顿循环 瞬态分析
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高温质子导体陶瓷氢泵对氦气中氢的回收性能研究
8
作者 夏体锐 石琦 +3 位作者 马斓擎 包佳鑫 李帅 刘婷 《核科学与工程》 北大核心 2025年第3期571-578,共8页
开发微量氢同位素(氚)提取回收新技术,提高氚回收效率是高温气冷堆氦气回路除氚以及聚变反应堆氘氚燃料循环技术发展的关键内容之一。本文采用氢模拟氚的思路,开发出一种新型的氚回收方法,采用CaZr_(0.9)In_(0.1)O_(3-α)高温质子导体陶... 开发微量氢同位素(氚)提取回收新技术,提高氚回收效率是高温气冷堆氦气回路除氚以及聚变反应堆氘氚燃料循环技术发展的关键内容之一。本文采用氢模拟氚的思路,开发出一种新型的氚回收方法,采用CaZr_(0.9)In_(0.1)O_(3-α)高温质子导体陶瓷(HTPC),利用高精度气相色谱,在氚纯化回收实验系统中针对微量氢进行检测。在600~800℃温度范围以及低于200 mL/min流量条件下系统研究了HTPC对微量氢气的回收性能。研究结果表明,在电极加载较低的直流电压(0.2~3.0 V)下,HTPC对氢气提取速率的实际值与理论值相近,电流效率接近100%,质子迁移数等于1;流量在80~120 mL/min,温度在800℃左右时,HTPC对氢气的提取效率>99%,氢回收性能较好,质子迁移数接近于1。HTPC表现出优异的微量氢回收性能,在高温气冷堆氦气回路除氚、聚变堆氘氚燃料处理工艺中具有巨大的应用潜力。 展开更多
关键词 高温质子导体陶瓷 CaZr_(0.9)In_(0.1)O_(3-α) 氢回收 高温气冷堆 聚变堆
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移动式反应堆运输工况传热模拟研究
9
作者 陈章隆 闫锋哲 +2 位作者 罗心越 刘佳玲 张复彤 《包装工程》 北大核心 2025年第3期300-305,共6页
目的为满足GB11806—2019《放射性物品安全运输规程》的要求,对移动式反应堆运输前停堆冷却过程中的传热特性和反应堆外侧金属集装箱表面的最高温度进行研究。方法通过Fluent分析软件对现有设计条件下额定热功率为15 MW的移动式反应堆... 目的为满足GB11806—2019《放射性物品安全运输规程》的要求,对移动式反应堆运输前停堆冷却过程中的传热特性和反应堆外侧金属集装箱表面的最高温度进行研究。方法通过Fluent分析软件对现有设计条件下额定热功率为15 MW的移动式反应堆运输传热过程进行模拟,并在保持其他条件不变的情况下计算反应堆剩余衰变热功率对箱体表面温度的影响。结果通过建模计算得出,在现有设计条件下,移动式反应堆在运输过程中金属集装箱表面的最高温度为69℃,当反应堆剩余衰变热功率为0.1 MW时,其箱体表面的最高温度为83.5℃,接近GB 11806—2019对放射性物品运输容器易接近表面的温度不高于85℃的要求。结论进一步结合高温气冷堆停堆冷却时间与反应堆剩余热功率的对应关系,当反应堆额定热功率为13.9 MW时,只需停堆冷却1 d即可满足GB 11806—2019的要求;当反应堆额定热功率为24MW时,需冷却10d;当反应堆的额定热功率超过24MW时,为了实现灵活部署的设计目标,需在现有基础上采取额外冷却方式对反应堆进行冷却。 展开更多
关键词 移动式反应堆 高温气冷堆 数值模拟 传热计算
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高温气冷堆事故工况下舱室冷却系统排热性能分析
10
作者 秦亥琦 李晓伟 +3 位作者 张丽 柳雄斌 郑艳华 吴莘馨 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第4期838-845,共8页
舱室冷却系统(RCCS)是球床模块式高温气冷堆(HTR-PM)的重要安全设施,预测事故工况下混凝土温度分布对于核安全具有重要意义。本文依托HTR-PM事故分析,采用计算流体动力学(CFD)方法,开展了RCCS全比例二维辐射传热及对流换热模拟。结果显... 舱室冷却系统(RCCS)是球床模块式高温气冷堆(HTR-PM)的重要安全设施,预测事故工况下混凝土温度分布对于核安全具有重要意义。本文依托HTR-PM事故分析,采用计算流体动力学(CFD)方法,开展了RCCS全比例二维辐射传热及对流换热模拟。结果显示:RCCS具备充分的排热能力以实现反应堆舱室的有效冷却,在严重事故工况下,混凝土最高温度约为111℃,远低于设计限值;事故引起的舱室内热扰动穿透混凝土所需时间约为48 h,混凝土内部温度分布在约120 h后趋于稳定;给出了混凝土内、外壁面换热量分布。本文结果可为RCCS设计、高温气冷堆事故分析提供参考。 展开更多
关键词 球床模块式高温气冷堆 舱室冷却系统 混凝土 排热性能
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锆合金表面复合陶瓷涂层的制备与性能表征
11
作者 朱燕辉 刘祥 +2 位作者 张吉阜 陈嘉杰 陈东初 《表面技术》 北大核心 2025年第15期86-95,共10页
目的解决核反应堆锆合金包壳在高温水蒸气环境下的氧化腐蚀问题,采用原位陶瓷化技术构建复合陶瓷涂层,以提高锆合金的抗高温氧化性、耐水汽腐蚀性能及事故容错能力(ATF)。方法采用微弧氧化(MAO)与大气等离子喷涂(APS)相结合的工艺制备... 目的解决核反应堆锆合金包壳在高温水蒸气环境下的氧化腐蚀问题,采用原位陶瓷化技术构建复合陶瓷涂层,以提高锆合金的抗高温氧化性、耐水汽腐蚀性能及事故容错能力(ATF)。方法采用微弧氧化(MAO)与大气等离子喷涂(APS)相结合的工艺制备复合陶瓷涂层,并优化MAO底层膜结构。通过筛选不同微弧氧化电源模式,包括单向脉冲(UP)、双向脉冲(BP)、两步脉冲(TS),调整氧化膜的微观结构和成分。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)等表征手段,分析MAO膜的微观形貌、物相组成及化学成分。同时,通过划痕试验、高温水汽腐蚀试验等测试复合陶瓷涂层的结合强度和抗高温氧化性能,以评估其服役性能。结果采用两步脉冲(TS)模式制备的MAO底层膜由ZrO2和Al0.52Zr0.48O1.74混合相组成,形成了梯度致密结构,显著降低了裂纹密度。基于TS模式制备的涂层的结合强度达到16 MPa,相较于UP(7 MPa)和BP(4 MPa)模式,分别提高了128%、300%。高温水汽腐蚀测试(1200℃、4000 s)结果表明,厚度为30μm的涂层的氧化增量速率最低,且结构完整,而80μm的涂层因热应力的累积,出现了剥落现象。结论通过调控微弧氧化过程中的电源模式,可优化MAO底层膜的结构和性能,实现喷涂沉积层与氧化膜的有效结合,从而在锆合金表面获得结合牢固、结构致密且厚度可控的复合陶瓷涂层,提高了它在核反应堆环境中的服役稳定性。 展开更多
关键词 核反应堆 锆合金 微弧氧化 大气等离子喷涂 高温氧化
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高温气冷堆板翅式回热器一维可压缩流动算法
12
作者 白一帆 丁铭 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第4期675-682,709,共9页
为了计算高温气冷堆氦气透平直接循环中板翅式回热器的动态响应过程,本文建立了板翅式回热器的一维可压缩流动模型。采用混合半隐式算法对控制方程进行离散,并提出使用解耦法和半耦合法对流体域和壁面耦合的温度方程进行求解。根据以上... 为了计算高温气冷堆氦气透平直接循环中板翅式回热器的动态响应过程,本文建立了板翅式回热器的一维可压缩流动模型。采用混合半隐式算法对控制方程进行离散,并提出使用解耦法和半耦合法对流体域和壁面耦合的温度方程进行求解。根据以上2种方法计算回热器入口温度阶跃上升算例的结果分析,并模拟分析了回热器在温度、流量、压力和温度-流量复合阶跃扰动下的瞬态变化过程。结果表明:解耦法相对于半耦合法拥有更快的求解速度,且更适于板翅式回热器在直接氦气透平循环回路系统的整体计算。本文方法可模拟板翅式回热器在简单扰动下的温度响应过程,并捕捉不可压缩模型无法计算的压力响应和流量响应,可以用于板翅式回热器在循环系统中的动态性能分析。 展开更多
关键词 高温气冷堆 直接循环 板翅式回热器 动态响应 一维可压缩流动模型 混合半隐式算法 数值计算 计算流体力学
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ODS MA754合金传热界面接触热阻实验研究 被引量：1
13
作者 杨万奎 郭啸宇 +6 位作者 曾和荣 郭玉川 唐彬 王冠博 严睿豪 孟兆明 郭斯茂 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期100-108,共9页
鉴于ODS MA754合金传热界面的接触热阻参数对全固态堆芯空间反应堆系统的热量导出具有重要影响,研发和设计了高温高压接触热阻实验装置,测量了不同温度(20~800℃)、压力(0~80 MPa)、气体氛围(He、CO_(2))以及试件表面粗糙度(1.6、3.2μm... 鉴于ODS MA754合金传热界面的接触热阻参数对全固态堆芯空间反应堆系统的热量导出具有重要影响,研发和设计了高温高压接触热阻实验装置,测量了不同温度(20~800℃)、压力(0~80 MPa)、气体氛围(He、CO_(2))以及试件表面粗糙度(1.6、3.2μm)下ODS MA754合金传热界面的接触热阻,并基于测试获得的宽量程数据点,建立了ODS MA754合金的接触热阻数据库。实验结果表明:随着接触面温度和压力的升高,界面接触热阻降低,且热阻降低的速率逐渐减小;相较于表面粗糙度为1.6μm的试件,粗糙度为3.2μm试件表面的界面接触热阻明显偏大,实验得到的定量关系可为工程样件的加工粗糙度要求提供依据;He气氛下的接触热阻远小于CO_(2)气氛,在0.1 MPa、100℃工况下,He气氛接触热阻约为CO_(2)气氛接触热阻的1/4。该研究结果可为空间反应堆的热工设计提供数据参考。 展开更多
关键词 空间反应堆 ODS MA754合金 接触热阻 高温高压 表面粗糙度
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高温气冷堆热态功能试验中一回路加热动态特性研究
14
作者 刘俊峰 王成龙 +4 位作者 秋穗正 李文姝 苏光辉 田文喜 马晓珑 《核科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期295-301,共7页
高温气冷堆反应堆压力容器堆内构件由石墨和碳化硼烧结陶瓷材料组成,热态功能试验过程中需对一回路堆内构件进行加热除湿。针对高温气冷堆一回路热试系统特点,采用COMSOL Multiphysics 5.4计算软件构建了压力容器、蒸汽发生器和主氦风... 高温气冷堆反应堆压力容器堆内构件由石墨和碳化硼烧结陶瓷材料组成,热态功能试验过程中需对一回路堆内构件进行加热除湿。针对高温气冷堆一回路热试系统特点,采用COMSOL Multiphysics 5.4计算软件构建了压力容器、蒸汽发生器和主氦风机三维数值模型,并通过示范工程加热试验值验证了模型的可靠性,并获得了一回路加热过程中温度场动态特性。为了解决高温气冷堆示范工程一回路首次加热效率低的问题,提出了将辅助蒸汽通入到蒸汽发生器,并动态调整辅助蒸汽运行参数来加热一回路氦气的方法,结果表明:相较于主氦风机单独加热方式,外加辅助蒸汽热源可节省加热时间约31.3 h,同时可将堆芯最终平衡温度由250℃提高至265℃;在满足运行准则的前提下,更有利于碳砖和石墨堆内构件的除湿。该研究结果为高温气冷堆一回路热试提供了有力支持。 展开更多
关键词 高温气冷堆 主氦风机 辅助蒸汽 一回路加热 仿真试验
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高温气冷堆主氦风机变阻力工况调试方法
15
作者 叶林 严义杰 +4 位作者 徐伟强 赵峰 陈光建 李超 朱英杰 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期99-105,共7页
高温气冷堆主氦风机调试期间,由于一回路阻力低于设计工况,因而主氦风机无法完成全转速范围性能测试。基于主氦风机的理论特性与相似原理开发主氦风机不同阻力工况调试参数的推算方法。结合主氦风机单体试验工况点,准确推算主氦风机冷... 高温气冷堆主氦风机调试期间,由于一回路阻力低于设计工况,因而主氦风机无法完成全转速范围性能测试。基于主氦风机的理论特性与相似原理开发主氦风机不同阻力工况调试参数的推算方法。结合主氦风机单体试验工况点,准确推算主氦风机冷态与热态性能试验的工况点参数,并指导完成高温气冷堆主氦风机全转速、满功率性能测试。通过对主氦风机调试与出厂试验结果的对比分析,验证本推算方法的可行性,并给出空气介质与氦气介质工况转换的修正因子。通过主氦风机调试与运行数据的对比分析,可以看出本文提供的主氦风机调试工况具有足够的包络性,能够覆盖高温气冷堆运行期间主氦风机的所有运行工况,证明了本文提供的变阻力工况主氦风机调试方法满足高温气冷堆主氦风机性能验证需求,可用于指导后续高温气冷堆的主氦风机调试工作。 展开更多
关键词 变阻力工况 相似原理 主氦风机 性能测试 高温气冷堆
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氦气风机驱动电机转子径向通风结构研究
16
作者 陶大军 孟卓然 +1 位作者 徐金燕 戈宝军 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期96-109,共14页
氦气风机驱动电机是高温气冷堆一回路唯一能动设备,其安全性直接影响到高温气冷堆的安全稳定运行。针对高温高压环境及氦气传热工质对驱动电机风路结构设计及相关参数影响引发的新问题,通过建立双侧转子铁心三维风路结构流固耦合传热模... 氦气风机驱动电机是高温气冷堆一回路唯一能动设备,其安全性直接影响到高温气冷堆的安全稳定运行。针对高温高压环境及氦气传热工质对驱动电机风路结构设计及相关参数影响引发的新问题,通过建立双侧转子铁心三维风路结构流固耦合传热模型,计算分析了高温高压环境下传热工质氦气在转子径向风沟内的流动特性,研究了转子分别在动态和静态情况下,通风结构内流体流动规律及转子铁心和导条的温升变化规律。同时,对不同种类传热工质的对应规律进行了对比研究,搭建了模拟实验测试装置,实测数据与数值计算结果吻合较好,验证了计算分析结果的合理性和正确性,为氦气风机驱动电机转子风路结构优化、冷却性能的有效提升提供一定的理论参考。 展开更多
关键词 高温气冷堆 氦气风机驱动电机 通风结构 传热特性 流固耦合
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空间热管反应堆电源研究进展及展望 被引量：2
17
作者 刘逍 王宁 +5 位作者 张开远 齐敏 李仲春 张卓华 谢细明 柴晓明 《火箭推进》 CAS 北大核心 2024年第4期66-75,共10页
深空探测技术的发展对动力系统提出了更高的要求。传统的太阳能电源与化学电源的适用范围较小,环境适应能力不强,而微型核反应堆电源能量密度高,不依赖太阳光照,可应用于轨道运输、高轨探测多场景任务。在微型核反应堆电源技术路线中,... 深空探测技术的发展对动力系统提出了更高的要求。传统的太阳能电源与化学电源的适用范围较小,环境适应能力不强,而微型核反应堆电源能量密度高,不依赖太阳光照,可应用于轨道运输、高轨探测多场景任务。在微型核反应堆电源技术路线中,热管冷却核反应堆电源因其系统设备极大简化、模块化设计,高可靠的全固态堆芯、非能动传热及瞬态响应迅速等特性,成为空间核反应堆电源最具可行性的路线之一。通过文献调研总结目前空间热管堆发展现状,从发展历史出发,梳理热管冷却核反应堆电源设计和理论研究,总结热管冷却核反应堆电源发展方向和关键技术。 展开更多
关键词 空间动力 核电源 热管反应堆 高温热管
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高温气冷堆用石墨材料高温摩擦系数测量实验装置设计 被引量：1
18
作者 陈泽亮 李嘉旭 +4 位作者 桂南 刘志勇 孙艳飞 杨星团 姜胜耀 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2024年第12期1-6,共6页
高温气冷堆是具有第四代反应堆特征的重要堆型,石墨材料作为高温气冷堆中的重要结构材料和慢化剂,其性能对反应堆的设计、运行和维护具有重要意义。针对高温、大载荷条件下石墨摩擦系数测量方法的局限性,该文提出了高温气冷堆用石墨材... 高温气冷堆是具有第四代反应堆特征的重要堆型,石墨材料作为高温气冷堆中的重要结构材料和慢化剂,其性能对反应堆的设计、运行和维护具有重要意义。针对高温、大载荷条件下石墨摩擦系数测量方法的局限性,该文提出了高温气冷堆用石墨材料摩擦系数测量方法并设计了实验装置,通过模拟高温气冷堆堆芯内的环境参数,确定了石墨摩擦系数测量方法和数据处理方法。实验装置外壳使用不锈钢制造,内部由隔热砖构成腔体并填充保温棉,用石墨加热棒加热,由力传感器采集推进力和拉回力数据,计算摩擦力和摩擦系数。结果表明,该测量方法能够稳定并准确地获得石墨摩擦系数数据,为高温气冷堆相关数值模拟和设计改进提供数据支撑。 展开更多
关键词 高温气冷堆 石墨摩擦系数 第四代反应堆 测量装置
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核电站蒸汽发生器传热管电磁超声导波自动化检测系统设计 被引量：4
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作者 方志泓 王理博 +5 位作者 朱煜 张寅 王方方 孙海漩 徐华锋 郭盼 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2024年第4期225-233,共9页
蒸汽发生器传热管作为高温气冷堆核电站一回路压力边界的关键部件,承担着热交换及辐射屏障的重要作用,其结构完整性严重影响核电安全运行。针对该类特殊结构传热管的在役检查难题,设计了专用的电磁超声导波自动化检测系统,研制了内置单... 蒸汽发生器传热管作为高温气冷堆核电站一回路压力边界的关键部件,承担着热交换及辐射屏障的重要作用,其结构完整性严重影响核电安全运行。针对该类特殊结构传热管的在役检查难题,设计了专用的电磁超声导波自动化检测系统,研制了内置单点检测式的磁场增强型电磁超声导波探头,开发了采用模块化组件的五轴联动多自由度自动运载装置,提出了基于机器视觉的管孔动态定位方法,建立了蒸汽发生器全尺寸模拟体试验平台并开展了定位精度测试与缺陷检测试验。试验结果表明所设计的自动化检测系统可实现任意位置目标管孔的高精度定位及自动行走,可识别模拟体上异种钢焊缝处与距离检测端约60 m处的刻槽缺陷,有效检测范围覆盖传热管全长,有望为高温气冷堆核电站蒸汽发生器特殊结构传热管的质量健康评价提供技术支撑。 展开更多
关键词 高温气冷堆 蒸汽发生器 传热管 电磁超声导波 自动化检测
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温差热电转换型空间热管冷却反应堆瞬态分析程序开发及验证 被引量：1
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作者 葛攀和 李敏 +2 位作者 李杨柳 胡古 柯国土 《原子能科学技术》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期69-83,共15页
热管冷却反应堆采用固态堆芯设计、高温热管传热,具有结构简单、非能动、高可靠性等优点。为研究温差热电转换型空间热管冷却反应堆电源系统的瞬态特性,本文针对该型电源系统中最主要的系统(包括堆本体、高温热管、温差热电转换系统)建... 热管冷却反应堆采用固态堆芯设计、高温热管传热,具有结构简单、非能动、高可靠性等优点。为研究温差热电转换型空间热管冷却反应堆电源系统的瞬态特性,本文针对该型电源系统中最主要的系统(包括堆本体、高温热管、温差热电转换系统)建立了详细的数学物理模型,并开发了系统瞬态分析程序,其中堆本体模型基于OpenFOAM进行模块开发,耦合了点堆动力学模型和反应性反馈模型。通过文献和试验数据分别验证了高温热管及温差热电转换模型,结果与参考值符合较好,其中温差热电转换模块发电功率与试验值的相对偏差小于2.75%。采用该程序对KRUSTY进行了建模分析,开展了反应性引入、热电转换模块失效、负荷跟踪、主动冷却丧失工况下的瞬态分析,并与试验值进行了对比。结果表明,在上述瞬态工况下堆芯燃料表面温度与试验值的偏差小于4.1 K,程序计算结果与试验值符合较好。 展开更多
关键词 热管冷却反应堆 瞬态分析 高温热管 温差热电转换 KRUSTY试验
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