流量分配裙对反应堆流动特性影响的试验研究

1

作者 孟洋 廖恒基 +9 位作者 张嘉琪 丁雷 姜达郁 王盛 胡俊 杨祖毛 幸奠川 姜林 沈凯 眭曦 《核科学与工程》 北大核心 2025年第3期400-409,共10页

第三代压水反应堆在下腔室布置新型流量分配裙结构,用于优化反应堆内部流动特性。研究安装流量分配裙和不安装流量分配裙时的反应堆流动阻力系数、堆芯入口流量分配因子和下腔室交混因子,进行定量对比分析,为反应堆热工水力设计和安全... 第三代压水反应堆在下腔室布置新型流量分配裙结构,用于优化反应堆内部流动特性。研究安装流量分配裙和不安装流量分配裙时的反应堆流动阻力系数、堆芯入口流量分配因子和下腔室交混因子,进行定量对比分析,为反应堆热工水力设计和安全分析提供试验依据。试验结果表明:安装流量分配裙后反应堆入出口总阻力系数降低约1.4%;流量分配裙在各种环路运行工况下均能够改善堆芯入口流量分配,回路运行环路数越少改善效果越明显;安装流量分配裙后下腔室流动交混剧烈程度明显降低。 展开更多

关键词 流量分配裙 整体水力模拟 阻力系数 流量分配 下腔室交混

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镍基合金激光熔覆研究进展及其在反应堆的应用展望 被引量：1

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作者 赵子锐 段绪星 +3 位作者 陈青 任维泽 林益文 裴泽宇 《激光杂志》 北大核心 2025年第2期1-9,共9页

镍基合金具有强度高、耐腐蚀性强等多种优点,被广泛应用于航空航天、能源动力等领域。激光熔覆技术利用高能激光束将熔覆材料在基材表面快速熔化,形成良好的冶金结合。镍基合金激光熔覆具有生产效率高、成本低等优势,具有广阔的应用前... 镍基合金具有强度高、耐腐蚀性强等多种优点,被广泛应用于航空航天、能源动力等领域。激光熔覆技术利用高能激光束将熔覆材料在基材表面快速熔化,形成良好的冶金结合。镍基合金激光熔覆具有生产效率高、成本低等优势,具有广阔的应用前景。从激光熔覆镍基合金种类、激光熔覆工艺参数研究、熔覆层性能研究三个方面梳理了其研究现状,总结了目前的研究成果,并对镍基合金激光熔覆在反应堆的应用进行了展望,以期为镍基合金激光熔覆的深入研究和实际应用提供参考。 展开更多

关键词 镍基合金 激光熔覆 合金种类 性能研究 反应堆

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空间热管反应堆电源研究进展及展望 被引量：2

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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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基于快堆堆芯中子学计算软件MOSASAUR的物理-热工耦合计算方法研究

4

作者 张斌 王连杰 +1 位作者 娄磊 赵晨 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第3期656-665,共10页

为满足快堆堆芯稳态及瞬态分析计算,本文在铅冷快堆堆芯中子学计算程序MOSASAUR的基础上,开展了物理-热工耦合计算方法研究。MOSASAUR程序是基于确定论两步法计算策略,由截面生成、能谱修正、堆芯计算及不确定性分析4个模块组成。本文... 为满足快堆堆芯稳态及瞬态分析计算,本文在铅冷快堆堆芯中子学计算程序MOSASAUR的基础上,开展了物理-热工耦合计算方法研究。MOSASAUR程序是基于确定论两步法计算策略,由截面生成、能谱修正、堆芯计算及不确定性分析4个模块组成。本文采用刚性限制法求解三维时空动力学方程,拓展了MOSASAUR中堆芯计算中的瞬态分析能力;基于子通道程序COBRA-YT扩展了其对液态金属冷却反应堆的热工水力计算能力,并与MOSASAUR耦合,作为热工反馈模块;采用不动点迭代法耦合了物理中子场及温场,最终形成了快堆堆芯稳态及瞬态的物理热工耦合计算。本文采用LMW基准题和ORAL19棒束问题分别对三维时空动力学计算和热工水力计算进行了模块验证;基于MicroURANUS堆芯进行了堆芯稳态及瞬态耦合计算的验证。数值结果显示,基于快堆堆芯中子学计算程序MOSASAUR的多物理耦合计算具有较高的计算精度。 展开更多

关键词 多物理耦合 铅冷快堆 瞬态分析 热工水力计算 MOSASAUR

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不同烧结助剂无压烧结α-SiC的性能对比研究

5

作者 龙绍军 刘喆 +4 位作者 秦媛 孙超 张海明 何勇 郑继云 《硅酸盐通报》 北大核心 2025年第3期1123-1132,共10页

基于无压烧结技术,本文以6Al_(2)O_(3)-4Y_(2)O_(3)、2MgO-2Al_(2)O_(3)-5SiO_(2)、3Al_(2)O_(3)-2SiO_(2)和B4C为烧结助剂,开展了低掺量烧结助剂制备高密度碳化硅(α-SiC)的研究,对不同种类烧结助剂及烧结工艺制备的α-SiC的物相、显... 基于无压烧结技术,本文以6Al_(2)O_(3)-4Y_(2)O_(3)、2MgO-2Al_(2)O_(3)-5SiO_(2)、3Al_(2)O_(3)-2SiO_(2)和B4C为烧结助剂,开展了低掺量烧结助剂制备高密度碳化硅(α-SiC)的研究,对不同种类烧结助剂及烧结工艺制备的α-SiC的物相、显微组织、力学性能进行分析。结果表明,在液相烧结方面,添加4.0%(质量分数)的6Al_(2)O_(3)-4Y_(2)O_(3)烧结助剂,经1850℃烧结制备的α-SiC性能最优,密度达到3.19 g·cm^(-3),但该工艺制备的α-SiC在1300℃时,弯曲强度及断裂韧性分别衰减34.9%和7.4%。在固相烧结方面,添加0.3%(质量分数)的B4C烧结助剂,经2000℃烧结制备的α-SiC密度达到3.14 g·cm^(-3),在室温及1300℃时均具有优异的力学性能。结合DF-TEM对比分析了固相烧结及液相烧结制备的α-SiC显微组织,初步揭示了添加6Al_(2)O_(3)-4Y_(2)O_(3)、B_(4)C烧结助剂制备的α-SiC在室温及高温下的弯曲强度及断裂韧性演变的机理。 展开更多

关键词 无压烧结α-SiC 固相烧结 液相烧结 室温力学性能 高温力学性能

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饱和湿气体对流冷凝换热模拟实验研究 被引量：1

6

作者 聂鑫 谢海燕 +1 位作者 刘辉 柳宏刚 《中南大学学报(自然科学版)》 CSCD 北大核心 2024年第12期4675-4686,共12页

针对低水蒸气含量饱和湿气体对流冷凝换热取水过程,搭建空气流量为15000 m^(3)/h的模拟实验台,利用加热空气再喷淋加湿试验系统进行饱和湿气体对流冷凝换热实验研究。通过实验研究3种材质换热器在改变冷却水流量、湿空气量情况下的冷凝... 针对低水蒸气含量饱和湿气体对流冷凝换热取水过程,搭建空气流量为15000 m^(3)/h的模拟实验台,利用加热空气再喷淋加湿试验系统进行饱和湿气体对流冷凝换热实验研究。通过实验研究3种材质换热器在改变冷却水流量、湿空气量情况下的冷凝出水效果和换热特性等。实验结果表明:在饱和湿空气条件下,当冷却水与空气的质量流量之比较低时,冷却水与空气的质量流量之比对空气温降和实际冷凝率的影响显著,但当冷却水与空气的质量流量之比达到约4时,空气温降趋于稳定,实际冷凝出水率也基本稳定;不锈钢管、钛管和全氟化石墨烯涂层管换热器最高实际冷凝回收率分别为30.97%、30.32%和31.86%;在相同工况下,全氟化石墨烯涂层管的实际冷凝出水效果优于不锈钢管和钛管的实际冷凝出水效果;当空气量不变时,随着冷却水与空气的质量流量之比增大,气侧对流冷凝换热系数逐渐减小,当冷却水与空气的质量流量之比大于4时,气侧对流冷凝换热系数减小幅度变小,对流冷凝换热系数基本趋于稳定;拟合得到饱和湿气体侧综合换热系数的预测准则关联式,关联式预测值与实验值误差在30%以内。 展开更多

关键词 相对湿度 对流冷凝 换热系数 饱和湿气体 准则关联式

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悬臂梁在承受支座冲击载荷作用下的刚塑性动力响应分析

7

作者 袁锋 《核科学与工程》 北大核心 2025年第2期202-208,共7页

结构在冲击载荷作用下,一般会进入屈服状态,载荷会重新分布,导致结构在塑性下的响应与弹性下的响应两者差异很大,因此有必要进行塑性动力响应的分析。与结构自身承受冲击载荷不同,结构在支座承受冲击载荷的情况,有其特殊之处。本文选取... 结构在冲击载荷作用下,一般会进入屈服状态,载荷会重新分布,导致结构在塑性下的响应与弹性下的响应两者差异很大,因此有必要进行塑性动力响应的分析。与结构自身承受冲击载荷不同,结构在支座承受冲击载荷的情况,有其特殊之处。本文选取悬臂梁结构作为研究对象,将材料假设为理想刚塑性材料,在支座承受的加速度冲击载荷下,根据达朗贝尔原理,建立刚体的动力学方程,再根据支座的加速度时程,对动力学方程进行求解和数值积分,最终计算出了结构动力响应的理论解,包括支座反力时程,悬臂梁转角的角位移、角速度和角加速度时程,支座反力做功和结构内能时程。该理论解也得到了有限元计算结果的验证。相比有限元解,理论解能更好地呈现冲击载荷下动力响应的基本规律。类似于塑性应变,本文提出了累积转角的指标用来衡量结构的塑性变形,研究了悬臂梁的长度和(管道)的壁厚对累积转角的影响。研究结果表明,累积转角对悬臂梁的长度较敏感,对悬臂梁(管道)的壁厚不敏感。 展开更多

关键词 冲击载荷 刚塑性 动力响应

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十字扭转形燃料组件单相及两相压降特性实验研究

8

作者 张琦 王浩煜 +5 位作者 周毅 黄永忠 郑乐乐 李晨曦 肖瑶 顾汉洋 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期2497-2504,共8页

为建立十字扭转形燃料组件单相及两相流动条件下的压降预测模型,以对十字扭转形燃料组件的热工水力分析提供模型基础,搭建空气-水实验回路系统对十字扭转形燃料组件的压降特性展开研究。获得了不同条件下的单相阻力系数及两相摩擦乘子分... 为建立十字扭转形燃料组件单相及两相流动条件下的压降预测模型,以对十字扭转形燃料组件的热工水力分析提供模型基础,搭建空气-水实验回路系统对十字扭转形燃料组件的压降特性展开研究。获得了不同条件下的单相阻力系数及两相摩擦乘子分布,分析了经典压降预测模型对十字扭转形燃料组件的适用性。研究结果表明,十字扭转形燃料组件转捩区的单相阻力系数分布曲线较为平滑,无明显拐点。十字扭转形燃料组件的两相摩擦乘子高于圆管和光棒组件的两相摩擦乘子,并且随液相质量流速的增加而减小。提出十字扭转形燃料组件单相阻力系数和两相摩擦乘子的预测模型,新模型的预测偏差在6.4%以内。因此,本研究建立的数学预测方法能够用于十字扭转形燃料组件单相及两相流动条件下的压降预测。 展开更多

关键词 十字扭转形燃料组件 沿程压降 阻力系数 两相摩擦乘子

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球状深穿透屏蔽基准实验设计及效果验证

9

作者 翟梓安 唐松乾 +3 位作者 刘思凡 王湘雷 温兴坚 吴怡睿 《哈尔滨工程大学学报》 CSCD 北大核心 2024年第12期2358-2363,共6页

针对自主化屏蔽计算程序和屏蔽数据库缺少屏蔽基准实验数据验证的问题,本文基于Cf-252中子源开展了球状深穿透屏蔽基准系列实验设计研究,设计影锥系统解决深穿透屏蔽实验中散射扣除困难的关键问题。通过安装影锥系统前后的两次测量结果... 针对自主化屏蔽计算程序和屏蔽数据库缺少屏蔽基准实验数据验证的问题,本文基于Cf-252中子源开展了球状深穿透屏蔽基准系列实验设计研究,设计影锥系统解决深穿透屏蔽实验中散射扣除困难的关键问题。通过安装影锥系统前后的两次测量结果相减,从而实现散射中子的扣除。采用蒙特卡罗计算方法对影锥系统的应用效果进行了验证,并利用裸源实验完成了实验设计整体验证。结果表明:本文设计的影锥系统散射扣除效果良好,扣除后的探测器反应率较无散射情况的最大相对偏差为3.11%;裸源实验能谱测量结果与Cf-252自发裂变中子谱瓦特谱吻合良好,47群能谱的均方根误差为1.89×10-3。研究表明:本文开展的深穿透屏蔽基准实验设计效果较好,后续产生的实验数据可用于自主化屏蔽计算程序和屏蔽数据库的验证,支持我国深穿透屏蔽基准实验数据库建设。 展开更多

关键词 屏蔽计算 基准实验 散射扣除 影锥 深穿透 Cf-252 中子能谱探测器 蒙特卡罗计算

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液态金属堆蒸汽发生器螺旋管束流动传热特性研究

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作者 谢海燕 聂鑫 +1 位作者 赖建永 田雅婧 《热力发电》 北大核心 2025年第2期109-117,共9页

液态金属堆的螺旋管蒸汽发生器一次侧为液态金属工质、二次侧为水工质,其热工水力特性相比传统压水堆的自然循环饱和式蒸汽发生器有较大区别。提出将螺旋管蒸汽发生器等效为流动网络系统的方法,将螺旋管束分为流动回路、压力节点等元件... 液态金属堆的螺旋管蒸汽发生器一次侧为液态金属工质、二次侧为水工质,其热工水力特性相比传统压水堆的自然循环饱和式蒸汽发生器有较大区别。提出将螺旋管蒸汽发生器等效为流动网络系统的方法,将螺旋管束分为流动回路、压力节点等元件;基于质量守恒、动量守恒、能量守恒等方程,建立了计算蒸汽发生器螺旋管回路的压降、流量和温度等热工水力参数的数学模型和管束金属壁温计算的数学模型;通过对流动回路未知流量、压力节点组成的非线性方程组进行直接求解,最终得到了螺旋管束内流量分配、压降、工质温度变化、出口汽温分布、壁温分布、干度及换热系数等变化情况,获得了蒸汽发生器螺旋管束流动传热特性,开发了除RELAP5外的一维系统分析计算程序,并完善了液态金属堆螺旋管束蒸汽发生器热工水力计算分析手段。 展开更多

关键词 液态金属堆 蒸汽发生器 螺旋管束 流动网络 流动传热特性 热工水力

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基于CFD与非侵入式降阶方法的压水堆上腔室及热段数字孪生模型研究

11

作者 康晏杰 秦苏林 +4 位作者 黄擎宇 曾未 黄彦平 周源 袁园 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第7期1437-1446,共10页

为实现压水堆上腔室与热段温度分布的在线监测,提出了一种结合计算流体动力学(CFD)与非侵入式降阶方法的数字孪生模型。该方法以CFD数值解为样本,通过傅里叶变换提取全空间温度场的均值、振幅及重心频率3种瞬态特征,利用本征正交分解提... 为实现压水堆上腔室与热段温度分布的在线监测,提出了一种结合计算流体动力学(CFD)与非侵入式降阶方法的数字孪生模型。该方法以CFD数值解为样本,通过傅里叶变换提取全空间温度场的均值、振幅及重心频率3种瞬态特征,利用本征正交分解提取降阶基底,并采用高斯过程回归响应降阶系数,搭建非侵入式降阶模型。结果表明,与全阶模型相比,降阶模型计算速度提升超过4个数量级,最大相对误差不超过22.05%。反演得到的热段截面冷却剂平均温度与CFD计算结果偏差小于0.05 K,显著优于基于测点平均的误差水平。该模型在保证计算精度的同时,有效满足了数字孪生对实时计算的需求,为反应堆的安全运行监测提供了有力支持。 展开更多

关键词 数字孪生 压水堆 上腔室及热段 非侵入式降阶方法 计算流体动力学 高斯过程回归

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基于机器学习的压水堆栅元均匀化环境效应修正方法研究

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作者 李天涯 罗琦 +7 位作者 姚栋 何彩云 柴晓明 蔡云 张斌 张宏博 廖鸿宽 段永强 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期2245-2254,共10页

传统的单组件全反射边界条件无法考虑燃料组件在实际反应堆中的真实环境,真实堆芯中不同燃料组件之间的中子射流及能谱干涉等环境效应对栅元均匀化常数有较大影响。为处理栅元均匀化的环境效应,提升高保真数值计算方法的计算精度,本文... 传统的单组件全反射边界条件无法考虑燃料组件在实际反应堆中的真实环境,真实堆芯中不同燃料组件之间的中子射流及能谱干涉等环境效应对栅元均匀化常数有较大影响。为处理栅元均匀化的环境效应,提升高保真数值计算方法的计算精度,本文基于机器学习的方法,通过对多组件模型的研究,提出了基于组件划分的Colorset全组件模型来考虑环境效应;通过对机器学习模型特征量的敏感性研究,确定了以栅元材料、位置、周围组件信息及能谱及泄漏相关信息的特征量组合,建立了基于机器学习的栅元均匀化环境效应修正方法,并在“华龙一号”堆芯问题上进行了方法验证。结果表明,对于“华龙一号”堆芯问题,该方法与传统方法相比,能有效提高反应性及栅元功率分布的计算精度。因此,本文建立的栅元均匀化环境效应修正方法能用于压水堆栅元均匀化环境效应修正,提高其计算精度。 展开更多

关键词 栅元均匀化 环境效应修正 机器学习 压水堆

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数字试验测试验证标准体系 被引量：1

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作者 陶飞 马昕 +31 位作者 张辰源 易航 刘蔚然 魏宇鹏 邹孝付 王子同 任羿 陶岚 葛军 丁露 卓兰 韩丽 弓志强 谭永华 郄永军 周文 李建双 杨春霞 许鸿杰 蔺文杰 刘广 孙波 李海旭 阎德劲 李少伟 罗谦 王敬贤 罗英 尚政国 刘志新 易贤 张文丰 《计算机集成制造系统》 北大核心 2025年第1期1-19,共19页

数字试验测试验证(Digital Experiment,Testing,and Validation,D-ETV)是利用“数力”和“智力”更好地了解产品或系统基本属性和性能特征的方法,是实现高质高效研制运维的重要支撑手段。然而,在物理试验测试验证(Physical Experiment,T... 数字试验测试验证(Digital Experiment,Testing,and Validation,D-ETV)是利用“数力”和“智力”更好地了解产品或系统基本属性和性能特征的方法,是实现高质高效研制运维的重要支撑手段。然而,在物理试验测试验证(Physical Experiment,Testing,and Validation,P-ETV)向D-ETV演化的过程中,因缺乏基础共性标准参考,导致不同人员对D-ETV的理解与认识存在差异;因缺乏关键技术标准参考,导致D-ETV实现难;因缺乏通用支撑、安全、行业应用等标准参考,导致D-ETV实施难。针对上述问题,首先从D-ETV有何用、如何用、何处用3个角度对D-ETV标准需求进行分析。在作者团队前期提出的D-ETV通用流程“D”模型及关键技术基础上,进一步建立并完善“析-定-建-测-评-融”D-ETV理论体系。面向航空航天、工程机械、船舶、电子信息、汽车等领域的国家重大需求,与相关研究院所和企业共同尝试探索建立一套D-ETV标准体系,包括基础共性、关键技术、通用支撑、安全和行业应用5类标准。期望相关工作为D-ETV理论研究、标准研制、行业应用提供参考,助力我国试验测试验证向数字化、智能化、服务化方向发展,进而为我国装备高质量发展提供支撑。 展开更多

关键词 数字试验测试验证 标准体系 数字试验 数字测试 数字验证 数字鉴定

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基于流管模型的流动扰动数值表征及流弹失稳预测

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作者 冯志鹏 齐欢欢 蔡逢春 《计算力学学报》 北大核心 2025年第2期322-328,共7页

为了提升流管模型的预测能力和适用范围,获得能定量表征其众多流动扰动参数的通用方法,通过理论推导建立经典流管模型的动力学方程,基于二维流固耦合模拟发展流动扰动参数辨识方法,研究流管的面积分布、速度分布、压力分布(均包括稳态... 为了提升流管模型的预测能力和适用范围,获得能定量表征其众多流动扰动参数的通用方法,通过理论推导建立经典流管模型的动力学方程,基于二维流固耦合模拟发展流动扰动参数辨识方法,研究流管的面积分布、速度分布、压力分布(均包括稳态项、相位差、扰动项)规律,然后以相位差函数为例,将其数学表达式作为流管模型的基本输入参数进行集成,预测管束结构的流弹失稳行为。结果表明,本文方法成功获得了众多流动扰动参数与曲线坐标及时间的关系,流动扰动参数的稳态项与曲线坐标的函数为正弦形式,相位差与曲线坐标的函数关系为线性形式;预测的临界流速与实验值吻合良好,证明了结合流动扰动数值表征和流管模型基本假设预测流弹失稳的可行性,为流弹失稳预测模型的开发提供了可行途径。 展开更多

关键词 流致振动 流弹失稳 流管模型 流动扰动 管束结构

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基于边界表示模型的点核积分程序的开发与应用

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作者 唐松乾 温兴坚 +3 位作者 吕焕文 李文瀚 苗建新 陈鑫 《辐射防护》 北大核心 2025年第1期62-66,共5页

点核积分方法是屏蔽设计中最常用的方法之一。为了克服传统点核积分方法因无法直接使用辐射防护现场基于边界表示(Brep,boundary representation)几何需重新建模而出现模型描述复杂且易出错的问题,本次研究开发了直接基于Brep几何的点... 点核积分方法是屏蔽设计中最常用的方法之一。为了克服传统点核积分方法因无法直接使用辐射防护现场基于边界表示(Brep,boundary representation)几何需重新建模而出现模型描述复杂且易出错的问题,本次研究开发了直接基于Brep几何的点核积分方法,可直接基于现场CAD模型进行辐射场计算,提升了点核积分方法的几何适应能力。使用某乏燃料运输容器基准问题对程序的准确性进行了验证,验证结果表明程序的计算结果与QAD程序吻合良好,使用华龙一号的主回路设备间屏蔽问题对程序的复杂几何适应能力进行验证,验证结果表明程序具备复杂场景的三维辐射场计算能力。 展开更多

关键词 点核积分方法 Brep几何 三维辐射场

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螺旋金属燃料组件盒节流件的数值优化分析

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作者 徐阳 张琦 米争鹏 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第10期2141-2149,共9页

为获得热工水力优化型组件盒节流件,发展铅铋快堆用螺旋金属燃料组件,本文采用计算流体力学软件ANSYS Fluent探究组件盒节流件对19棒螺旋金属燃料组件热工水力特性的影响规律。通过数值模拟组件盒节流件对子通道流量分配、横流强度、外... 为获得热工水力优化型组件盒节流件,发展铅铋快堆用螺旋金属燃料组件,本文采用计算流体力学软件ANSYS Fluent探究组件盒节流件对19棒螺旋金属燃料组件热工水力特性的影响规律。通过数值模拟组件盒节流件对子通道流量分配、横流强度、外包壳壁面温度等热工参数分布。研究结果表明:组件盒节流件可优化螺旋金属燃料组件液态金属冷却剂的流量分配并降低燃料组件的摩擦阻力系数;在组件盒内增加圆棒形节流件和波纹板节流件后,燃料组件中心通道的质量通量分别增加了20.3%和26.3%,阻力系数分别降低了5.99%和11.0%;增加圆棒形节流件后,燃料组件中心区及边壁区的燃料元件温度分布更加均匀;在组件盒内增加波浪板节流件后,边壁区燃料元件表面形成局部热点,并且边壁区燃料元件温度明显高于中心燃料元件。总体而言,在组件盒内增加圆棒形节流件有利于提升螺旋金属燃料组件的热工水力性能。 展开更多

关键词 快中子反应堆 螺旋金属燃料组件 组件盒节流件 热工水力特性 数值模拟分析 阻力系数 温度分布

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三轴承型核主泵水膜涡动问题数值模拟与机理分析

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作者 王路遥 张福海 +4 位作者 郭逸 晁义林 刘祥松 孟晋 袁宏 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第S2期389-399,共11页

针对三轴承型核主泵在电站服役期出现的轴位移波动超限问题,以ANDRITZ核主泵为研究对象,基于流体动力学和转子动力学计算方法,探究核主泵轴系振动特征、核主泵半频涡动的发生机制以及影响水润滑轴承稳定性的关键因素及其物理本质,进而... 针对三轴承型核主泵在电站服役期出现的轴位移波动超限问题,以ANDRITZ核主泵为研究对象,基于流体动力学和转子动力学计算方法,探究核主泵轴系振动特征、核主泵半频涡动的发生机制以及影响水润滑轴承稳定性的关键因素及其物理本质,进而研究核主泵的水膜涡动问题。研究发现:水润滑轴承的非线性动力学“失稳”诱发了核主泵半频涡动现象;额定工况下,核主泵轴系振幅边界线呈双喇叭型,双喇叭中心点靠近电机驱动端轴承区域,核主泵轴系在不同轴段的振动特性存在显著差异,半频涡动现象主要出现在靠近联轴器和泵轴侧的区域,而电机上部轴段主要表现为工频振动,叶轮侧轴段区域则以半频振动为主;同转子旋转方向垂直的切向力是导致水膜涡动问题的关键作用力,水导轴承的交叉刚度系数和液膜环向平均速度比是影响切向力的关键物理量。研究成果有助于核主泵的优化设计、故障诊断和电站的运维管理。 展开更多

关键词 核主泵 轴系振动 半频涡动 数值计算

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氢气爆炸事故下溶液堆系统结构安全评估

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作者 李柄锦 熊夫睿 +3 位作者 袁志豪 王新军 孙英学 刘锐 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期87-95,共9页

溶液堆在运行过程中持续产生氢气,存在氢气爆炸风险。氢气爆炸事故下放射性包容边界的结构安全问题受到设计方和安全审查方的高度关注。本文建立了从氢气爆炸载荷模拟到结构力学响应分析的化-热-力耦合完整分析流程,以我国正在研发的医... 溶液堆在运行过程中持续产生氢气,存在氢气爆炸风险。氢气爆炸事故下放射性包容边界的结构安全问题受到设计方和安全审查方的高度关注。本文建立了从氢气爆炸载荷模拟到结构力学响应分析的化-热-力耦合完整分析流程,以我国正在研发的医用同位素试验堆为对象开展了氢气爆炸事故下的结构安全评估。基于计算流体动力学方法和燃烧模型建立了氢气爆炸数值模拟控制方程,针对溶液堆系统结构特点分别开展了容器和管道结构中氢气爆炸试验验证计算;以溶液堆系统为对象建立了实尺寸数值计算模型,开展了不同点火位置下氢气爆炸载荷环境模拟;进一步地,开展了氢气爆炸热力载荷作用下结构力学响应分析和评价。结果表明:所建立的氢气爆炸数值模拟方法能够较好地模拟氢气爆炸载荷特征,适用于溶液堆系统;当溶液堆系统内部发生氢气爆炸时,放射性包容边界内部会产生明显的超压和高温,在管道端头点火导致的氢气爆炸危害性更大;在氢气爆炸热力载荷作用下,溶液堆能够保证结构安全。本文研究思路和成果为保障溶液堆系统结构安全提供技术支撑。 展开更多

关键词 溶液堆 氢气爆炸 计算流体动力学 安全评估

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