控制棒对核动力航天器辐射屏蔽特性的影响 被引量：1

1

作者 何宇豪 赵富龙 +3 位作者 谢林 马嘉 孟涛 谭思超 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期390-397,共8页

针对控制棒及其导向管贯穿阴影式屏蔽体的情况,本文进行了核动力航天器全场辐射屏蔽特性的分析,并提出局部屏蔽的优化方案。利用蒙特卡罗方法在核动力航天器全场范围内对中子与光子进行输运计算,求解得到控制棒吸收体处于不同位置时的... 针对控制棒及其导向管贯穿阴影式屏蔽体的情况,本文进行了核动力航天器全场辐射屏蔽特性的分析,并提出局部屏蔽的优化方案。利用蒙特卡罗方法在核动力航天器全场范围内对中子与光子进行输运计算,求解得到控制棒吸收体处于不同位置时的中子注量率与光子剂量分布情况,分析了控制棒及其导向管对阴影屏蔽体的屏蔽特性及航天器全场辐射特性的影响,并针对辐射薄弱点提出了局部屏蔽优化方案,对优化后的方案进行了计算验证。结果表明:控制棒导向管垂直贯穿屏蔽体会导致仪器平台辐射剂量超限值,极端工况下光子剂量达到限值的10倍,中子注量达到了限值的1.8倍。利用局部屏蔽体可以有效消除控制棒导向管带来的辐射剂量超限问题,能在控制质量增幅的情况下保证仪器平台所处区域的辐射安全。 展开更多

关键词 核动力航天器 辐射防护 辐射特性 光子屏蔽 中子屏蔽 控制棒 阴影屏蔽 局部屏蔽

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注气对开式自然循环系统闪蒸流动特性影响实验研究

2

作者 张胜男 宋乐乐 +2 位作者 张文凯 孟兆明 孙中宁 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第2期394-405,共12页

闪蒸是开式自然循环系统流动过程中常见的两相流动现象。为了研究注气对开式自然循环闪蒸两相流动的影响,以增强自然循环系统的循环能力和稳定性,本文以水和空气为介质,开展了开式自然循环系统闪蒸流动特性的可视化实验研究。研究了不... 闪蒸是开式自然循环系统流动过程中常见的两相流动现象。为了研究注气对开式自然循环闪蒸两相流动的影响,以增强自然循环系统的循环能力和稳定性,本文以水和空气为介质,开展了开式自然循环系统闪蒸流动特性的可视化实验研究。研究了不同注气位置、注气量对自然循环系统不同运行阶段的自然循环能力、闪蒸两相流动特性、阻力特性等方面的影响。结果表明,在不同的阶段向上升段内注入空气,均可以有效提升自然循环系统的稳定性和循环能力。注气对系统的影响与闪蒸起始点位置有关,在闪蒸点上游注气的提升效果要优于下游,最多可提升回路循环流量8%~10%。针对相同的注气位置,在闪蒸点上游注气可以增强回路的流动能力和稳定性,但在下游注气则对回路的流动影响甚微,但会对闪蒸起始的位置进行改变。给出了注气对闪蒸流动影响的机理性分析与讨论,证明了由于注气改变了回路上升段的空泡份额造成回路压降变化,因此对回路流动产生了影响。同时得到闪蒸初始位置的气泡行为特性以及在闪蒸起始点附近注气所引入的空泡份额对回路贡献较低的结论,为两相流动模型计算提供了依据。 展开更多

关键词 开式自然循环 流动闪蒸 注气 可视化

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摇摆条件下棒束通道自然循环换热特性实验研究 被引量：1

3

作者 李鑫 王爽 +3 位作者 谭思超 乔守旭 田瑞峰 程坤 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1742-1749,共8页

棒束燃料组件是浮动堆的燃料形式之一,浮动堆在运行期间受风浪等影响会发生起伏、摇摆等运动,导致系统流量、压降等热工参数发生周期性波动,影响棒束通道内流动换热特性。针对摇摆条件下自然循环系统棒束通道传热问题,开展了摇摆运动工... 棒束燃料组件是浮动堆的燃料形式之一,浮动堆在运行期间受风浪等影响会发生起伏、摇摆等运动,导致系统流量、压降等热工参数发生周期性波动,影响棒束通道内流动换热特性。针对摇摆条件下自然循环系统棒束通道传热问题,开展了摇摆运动工况下棒束通道换热特性实验研究。结果表明:摇摆运动会增强系统平均换热性能,使得平均换热系数发生周期性波动,功率越高,相对波动幅度越小;对于子通道局部换热特性,其受二次流影响较大,以通道中央为轴,摇摆运动会增强靠近摇摆轴一侧子通道内局部换热性能,降低远离摇摆轴一侧;功率越大,子通道局部换热系数波动越小。 展开更多

关键词 摇摆运动 棒束通道 自然循环 子通道 换热特性

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核动力系统运行工况预判的深度学习方法研究

4

作者 梁彪 黄涛 +3 位作者 袁鹏 刘永超 王博 谭思超 《核科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期944-951,共8页

为建立核动力系统运行工况的高精度实时判别与运行监测参数的长时间在线预测方法,本研究基于神经网络模型,针对核动力系统运行状态预判开展了两方面工作。首先,基于核动力系统过去15个时间步(步长1 s)的监测参数变化,对运行工况进行实... 为建立核动力系统运行工况的高精度实时判别与运行监测参数的长时间在线预测方法,本研究基于神经网络模型,针对核动力系统运行状态预判开展了两方面工作。首先,基于核动力系统过去15个时间步(步长1 s)的监测参数变化,对运行工况进行实时诊断判别,同时,采用搜索算法对判别模型的参数进行优化,提高模型对运行工况的识别精度;之后,对核动力系统的关键运行参数进行超前预测。结果表明:优化后模型的诊断判别准确率稳定在0.99以上;在100个时间步的长时间序列下能够实现对于参数变化趋势的有效预测;对比支持向量机、K-近邻、多层前馈等多种经典的算法可知,改进的循环网络——注意力机制网络联合模型在核动力系统的运行预判方面表现优异。本研究所建立的运行工况预判方法可为保障核动力系统安全运行的辅助判断决策与超实时监测感知提供工程应用参考。 展开更多

关键词 核动力系统 工况判别 运行预测 神经网络

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耐辐照型纤维过滤器过滤性能的数值模拟

5

作者 马耸 周艳民 +1 位作者 孙中宁 谷海峰 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期1848-1856,共9页

针对褶型金属纤维过滤器的过滤性能开展数值模拟研究,本文采用多孔介质模型,模拟金属纤维滤料内部复杂的堆积结构。根据纤维滤料的结构参数编写流动阻力和过滤效率计算程序,将该程序与FLUENT软件结合构成了金属纤维滤料过滤性能的数值... 针对褶型金属纤维过滤器的过滤性能开展数值模拟研究,本文采用多孔介质模型,模拟金属纤维滤料内部复杂的堆积结构。根据纤维滤料的结构参数编写流动阻力和过滤效率计算程序,将该程序与FLUENT软件结合构成了金属纤维滤料过滤性能的数值模拟方法,并用实验数据验证了所建立模拟方法的准确性。利用此方法进一步研究了在不同进口流速下,大褶宽比矩形褶过滤器的过滤性能。结果表明:亚微米颗粒在低流速下通过高效过滤器,布朗扩散和拦截占主导作用,惯性碰撞可忽略不计;流量沿褶通道分配均匀,沿程阻力及局部阻力可忽略不计,总阻力等于介质阻力;相同褶宽条件下,随着进口流速的增加,最易穿透粒径逐渐减小。 展开更多

关键词 气溶胶颗粒 金属纤维过滤器 过滤效率 流动阻力 过滤速度 过滤机制 多孔介质 数值模拟

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基于值学习与策略梯度的深度强化学习在核工程领域的适配性分析

6

作者 谭思超 刘震 +5 位作者 刘永超 李桐 梁彪 王博 李江宽 田瑞峰 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S02期382-392,共11页

深度强化学习能够实现端到端处理,将高维度的原始输入数据直接转化为输出动作。深度强化学习按照间接和直接的策略优化方式,主要可分为基于值学习和基于策略梯度的两类方法。二者因原理不同,在解决问题的能力和适用场景上存在差异。核... 深度强化学习能够实现端到端处理,将高维度的原始输入数据直接转化为输出动作。深度强化学习按照间接和直接的策略优化方式,主要可分为基于值学习和基于策略梯度的两类方法。二者因原理不同,在解决问题的能力和适用场景上存在差异。核领域中的决策问题状态参数维度高,同时决策参数与状态参数之间存在强非线性关系,是深度强化学习的潜在应用场景。本文从强化学习的基本原理出发,归纳了基于值学习和基于策略梯度的强化学习方法的机理差异,并结合目前研究现状对两类方法在核工程领域可能的应用场景进行了深入分析。最后,总结了深度强化学习在后续应用中所面临的挑战及应用趋势。 展开更多

关键词 人工智能 深度强化学习 值函数 策略梯度

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棒束子通道空泡份额及相界面浓度分布特性实验研究

7

作者 任佳星 王若好 +4 位作者 王方东 乔守旭 谭思超 田瑞峰 高璞珍 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期33-43,共11页

棒束通道相态分布特性对反应堆内传热传质及流动阻力具有重要影响。本文对5×5棒束通道空气水两相流开展实验研究,采用四头电导探针测量了子通道内部的空泡份额、相界面浓度、气泡直径、气泡速度等相界面参数的局部分布。结果表明,... 棒束通道相态分布特性对反应堆内传热传质及流动阻力具有重要影响。本文对5×5棒束通道空气水两相流开展实验研究,采用四头电导探针测量了子通道内部的空泡份额、相界面浓度、气泡直径、气泡速度等相界面参数的局部分布。结果表明,气泡受横向作用力的影响,在子通道内会形成两种典型分布,随液相流速升高和气相流速降低,轴峰分布逐渐转变为壁峰分布;不同类型子通道空泡分布不均匀,中心子通道受壁面影响较小,气泡数量最多,边通道和角通道几乎被液相占据;本实验工况下,现有的空泡份额和相界面浓度计算关系式预测性能良好,平均最小误差分别为±18.2%与±12.2%。 展开更多

关键词 棒束通道 子通道 两相流 电导探针 相态分布 相界面浓度

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窄矩形通道高过冷沸腾流动与传热模型分析

8

作者 刘可心 闫震 +3 位作者 徐建军 丁雷 丁铭 曹夏昕 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第2期374-382,共9页

为了探究高过冷沸腾条件下板状燃料元件冷却剂通道内的流动换热问题,针对窄矩形通道内的高过冷沸腾现象开展了实验研究。在0.2 MPa压力下的窄矩形通道内,对过冷度为25~50℃且质量流速为400~700 kg/(m^(2)·s)的去离子水单面加热至沸... 为了探究高过冷沸腾条件下板状燃料元件冷却剂通道内的流动换热问题,针对窄矩形通道内的高过冷沸腾现象开展了实验研究。在0.2 MPa压力下的窄矩形通道内,对过冷度为25~50℃且质量流速为400~700 kg/(m^(2)·s)的去离子水单面加热至沸腾,壁面热流密度为70~375 kW/m^(2),出口空泡份额为0.0029~0.0838。采用压差传感器和K型铠装热电偶分别获取实验段内压降数据和壁面温度数据。基于实验数据对文献中关于两相流动和沸腾换热的经验关系式进行评价,结果显示:已有的沸腾换热系数和两相摩擦压降模型对高过冷沸腾的预测能力较差。建立了适用于窄矩形通道内高过冷沸腾情况下的沸腾换热系数和两相摩擦压降预测模型,本文模型对沸腾换热系数和两相摩擦压降预测的平均绝对误差分别为12.45%和16.72%,精度优于已有模型。通过与文献中的实验数据对比进一步验证了本文模型的可靠性。 展开更多

关键词 窄矩形通道 高过冷沸腾 两相换热系数 两相摩擦压降 传热模型 分相流模型 均相流模型 实验研究

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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

9

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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螺旋管外空气-蒸汽冷凝强化传热实验研究 被引量：1

10

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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蒸汽发生器二次侧传热管流体动力学与冲蚀的协同效应 被引量：2

11

作者 王伟兵 程坤 +4 位作者 王晟楠 王博 祝嘉鸿 张萌 田瑞峰 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期915-920,共6页

为了揭示了流体流动效应对SG传热管的冲蚀机理,本文通过对带有梅花形支撑板的蒸汽发生器传热管进行数值模拟。利用COMSOL Multiphysics软件中的CFD和DNV冲蚀模型对带有梅花形支撑板的SG二次侧传热管水动力效应对传热管的冲蚀影响数值模... 为了揭示了流体流动效应对SG传热管的冲蚀机理,本文通过对带有梅花形支撑板的蒸汽发生器传热管进行数值模拟。利用COMSOL Multiphysics软件中的CFD和DNV冲蚀模型对带有梅花形支撑板的SG二次侧传热管水动力效应对传热管的冲蚀影响数值模拟,分析了流体及携带的固体颗粒流经带有梅花形支撑板时对传热管的影响。结果显示:流体流经支撑板后形成漩涡,并且由漩涡引导流体流向管壁运动,造成传热管壁面应力值急剧上升,并有冲蚀发生,导致传热管的局部损伤;流体流经支撑板后固体颗粒对管壁造成的冲蚀与流体动力学具有协同效应。 展开更多

关键词 蒸汽发生器 冲蚀 海水泄露 传热管 数值模拟 支撑板 流体动力学 传热管

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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

12

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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海洋条件下安注水箱晃荡特性实验研究

13

作者 魏天一 张彪 +2 位作者 谭思超 李东阳 李忠意 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期84-93,共10页

浮动核电站的安注水箱等储液设备受运动条件影响会发生晃荡。晃荡将干扰液位信号等关键参数测量,且引入抨击载荷,不利于设备运行维护。本文依托六自由度平台开展运动实验,通过多方位布置压力传感器采集不同条件下的压力波动信号,并结合... 浮动核电站的安注水箱等储液设备受运动条件影响会发生晃荡。晃荡将干扰液位信号等关键参数测量,且引入抨击载荷,不利于设备运行维护。本文依托六自由度平台开展运动实验,通过多方位布置压力传感器采集不同条件下的压力波动信号,并结合高速相机和染色介质辨别自由液面且记录瞬时晃荡过程。结果表明,摇摆运动下测点的压力波动规律与运动激励匹配,且自由液面呈平面驻波或局部水跃形式;水平晃动会诱发多类非线性液面晃荡形式,通过时频域分析可知测点压力波动由固有频率、激励频率及其倍频支配,特定条件下存在失稳过程和混沌区间,液面的抨击破碎和随机旋转多发生在共振频率附近;耦合运动下测点压力波动受各单自由度运动规律及其耦合形式影响。本研究可对安注水箱等储液设备晃荡研究提供直观的分析依据,并可为结构改进和防晃优化提供一定参考。 展开更多

关键词 安注水箱 液体晃荡 海洋条件 压力测量 可视化 非平面波

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矩形通道速度边界层可视化实验研究 被引量：1

14

作者 张永豪 于晓勇 +2 位作者 刘卢果 乔守旭 谭思超 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期503-513,共11页

板状燃料组件结构紧凑、冷却剂通道狭窄,其边界层流场特性是决定矩形通道与常规通道内单相流动和传热特性存在差异的重要因素。本文采用粒子图像测速(PIV)技术,对间隙为2 mm和3 mm的矩形通道的速度边界层进行了可视化实验研究,分析了矩... 板状燃料组件结构紧凑、冷却剂通道狭窄,其边界层流场特性是决定矩形通道与常规通道内单相流动和传热特性存在差异的重要因素。本文采用粒子图像测速(PIV)技术,对间隙为2 mm和3 mm的矩形通道的速度边界层进行了可视化实验研究,分析了矩形通道边界层内速度分布、雷诺切应力等流场特性,探究了通道间隙对边界层的影响规律。实验结果表明,矩形通道的湍流边界层无量纲速度分布符合Spalding公式,在距离窄边壁面0.2~0.3 mm范围内存在雷诺切应力峰值区,随着雷诺数的增加,速度边界层的黏性底层逐渐减薄,对数律层占比增大,雷诺切应力峰值区向壁面方向靠近。减小矩形通道间隙,将会限制近壁面速度剖面的发展,使得近壁面速度梯度增大,湍流强度减小。 展开更多

关键词 矩形通道 速度边界层 PIV Spalding公式 雷诺切应力

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圆管内氦氙混合气体与超临界二氧化碳换热特性对比分析 被引量：1

15

作者 宁可为 刘凯 +4 位作者 孙汝雷 赵富龙 游尔胜 余霖 谭思超 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期450-458,共9页

小型化、高紧凑反应堆系统是陆上多用途能源供给的研究重点,直接热-动循环下的能量转换对冷却剂工质选型提出极高要求。为了明确氦氙混合气体、超临界二氧化碳的工质适用性,本文采用数值模拟方法,对二者在圆管内的换热特性进行计算,对比... 小型化、高紧凑反应堆系统是陆上多用途能源供给的研究重点,直接热-动循环下的能量转换对冷却剂工质选型提出极高要求。为了明确氦氙混合气体、超临界二氧化碳的工质适用性,本文采用数值模拟方法,对二者在圆管内的换热特性进行计算,对比了2种冷却剂的物性,分析了不同加热功率、入口速度、入口温度对冷却剂换热系数的影响,拟合提出了2种冷却剂工质圆管内换热的经验模型。研究结果表明:反应堆在加热功率超过100 kW/m~2、入口流速大于10 m/s下,对流换热系数较大;氦氙混合气体入口温度在1 000~1 200 K、超临界二氧化碳在入口温度550~600 K附近时,对流换热系数存在极大值;在高雷诺数区(Re>10~4),2冷却剂的修正关系式与计算值吻合良好。本文计算能够为新型反应堆开发提供数据及模型基础。 展开更多

关键词 小型反应堆 氦氙混合气体 超临界二氧化碳 圆管通道 数值模拟 模型修正 换热特性 安全特性

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堵塞沉积对波形板汽水分离器运行特性的影响规律及机理 被引量：1

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作者 买丹婕 赵富龙 +2 位作者 刘庆祝 田瑞峰 谭思超 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期982-988,共7页

在核电厂装置运行的热态工况下,波形板汽水分离器内高温高压且湿度较大,易出现腐蚀现象,产生沉积物并影响汽水分离性能。为研究沉积堵塞现象对波形板汽水分离器运行特性的影响机理,本文运用CFD软件对不同堵塞程度的波形板建立了经过合... 在核电厂装置运行的热态工况下,波形板汽水分离器内高温高压且湿度较大,易出现腐蚀现象,产生沉积物并影响汽水分离性能。为研究沉积堵塞现象对波形板汽水分离器运行特性的影响机理,本文运用CFD软件对不同堵塞程度的波形板建立了经过合理简化的二维模型,在不同热态工况下对波形板分离器开展数值计算与分析,得到了堵塞程度对波形板运行特性的影响规律和作用机理。结果表明:堵塞沉积的波形板压降和分离效率随工况的变化趋势均与未堵塞时较为相似;沉积物使实际流通截面变小,从而使波形板的压降增大,且压降增幅随堵塞程度增大而增大;沉积物明显影响了液滴的碰撞分离过程,使分离效率降低;在疏水钩未失效前,波形板分离效率的降幅随堵塞程度增大而增大;在压降、效率增幅方面,沉积物在低流速工况下的影响程度更大。研究结果为波形板的沉积堵塞研究及其运行和设计提供了一定的理论支撑和科学依据。 展开更多

关键词 波形板汽水分离器 堵塞沉积 分离效率 汽水分离 运行特性

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基于深度确定性策略梯度算法的自适应核反应堆功率控制器设计 被引量：3

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作者 刘永超 李桐 +4 位作者 成以恒 王博 高璞珍 谭思超 田瑞峰 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1076-1083,共8页

核电厂需要大量控制系统来实现系统有效控制与安全运行,其中核电站堆芯是放射性核燃料热源的关键部件,反应堆功率控制关系到核电厂运行的安全性与经济性。为解决传统PID控制器难以准确应对非线性、大功率范围的功率控制问题,本研究以某... 核电厂需要大量控制系统来实现系统有效控制与安全运行,其中核电站堆芯是放射性核燃料热源的关键部件,反应堆功率控制关系到核电厂运行的安全性与经济性。为解决传统PID控制器难以准确应对非线性、大功率范围的功率控制问题,本研究以某压水堆核电厂为对象推导并建立了反应堆堆芯模型,采用基于策略梯度的深度强化学习方法与PID控制器结合建立的自适应控制器进行功率控制仿真。仿真结果表明:相较于传统PID控制器,所设计的基于深度确定性策略梯度算法的自适应功率控制器,响应速度更快、控制精度与稳定性更高,同时具有较高的鲁棒性,可以准确快速地控制堆芯功率,跟踪负荷变化。 展开更多

关键词 功率控制 强化学习 深度学习 自适应控制器

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氦氙气冷小堆燃料棒辐射散热特性分析

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作者 王宪礴 赵富龙 +4 位作者 谢林 田游游 鲍辉 田瑞峰 谭思超 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1060-1068,共9页

反应堆堆芯热工安全特性是反应堆系统安全特性最重要的组成部分。氦氙气冷小堆中燃料棒间温差大,辐射散热不可忽略。因此针对氦氙气冷小堆堆芯,不止需要考虑对流换热和热传导两种换热形式,也需要考虑辐射散热对堆芯换热的影响。本文通... 反应堆堆芯热工安全特性是反应堆系统安全特性最重要的组成部分。氦氙气冷小堆中燃料棒间温差大,辐射散热不可忽略。因此针对氦氙气冷小堆堆芯,不止需要考虑对流换热和热传导两种换热形式,也需要考虑辐射散热对堆芯换热的影响。本文通过建立氦氙气冷小堆堆芯1∶1精细化模型,开展反应堆堆芯内部三维辐射散热特性分析,同时获得辐射角系数。将本文模型计算结果与蒙特卡罗方法结果进行对比验证,两者相对误差小于1%,证明该辐射角系数计算方法的准确性。开展了燃料棒径距比、燃料棒表面温度、燃料棒长度等几何参数敏感性分析,关注其对燃料棒辐射散热特性的影响,并开发出一套具有普适性的堆芯内燃料棒辐射角系数经验关系式。本文通过研究燃料棒间辐射散热特性了解反应堆内辐射散热规律,为后续反应堆堆芯热工安全特性研究提供了技术支撑。 展开更多

关键词 燃料棒 辐射散热 氦氙气冷小堆 热工安全

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大空间内气溶胶自然沉降去除速率及空间分布特性分析

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作者 李韬 谷海峰 +5 位作者 王辉 孙庆洋 周艳民 于建群 汤添皓 黄宁远 《哈尔滨工程大学学报》 CSCD 北大核心 2024年第12期2290-2297,共8页

为研究压水堆严重事故后安全壳内的气溶胶的自然沉降及迁移行为,本文采用大尺度气溶胶综合行为实验台架对大尺度安全壳模拟体(体积127 m3)内气溶胶的沉降及迁移行为进行研究。借助粒径谱变化分析了大尺度空间环境中不同位置的气溶胶沉... 为研究压水堆严重事故后安全壳内的气溶胶的自然沉降及迁移行为,本文采用大尺度气溶胶综合行为实验台架对大尺度安全壳模拟体(体积127 m3)内气溶胶的沉降及迁移行为进行研究。借助粒径谱变化分析了大尺度空间环境中不同位置的气溶胶沉降行为,获取如衰减指数、粒径变化等关键实验数据。探究了气溶胶在非均匀条件下的自然沉降行为,得到不同气溶胶位置的气溶胶沉降速率及空间分布变化规律,分析了压力、蒸汽份额等关键变量对于空间气溶胶沉降速率分布规律的影响。研究结果表明:在存在浓度不均现象时,罐体内的总体数量浓度下降速率偏小;在浓度均匀时,各位置气溶胶沉降去除规律偏于一致,且热工参数对于气溶胶沉降速率产生较大影响,对于各位置的影响规律相同。 展开更多

关键词 气溶胶 自然沉降 气溶胶分层 气溶胶空间分布 凝并 衰减指数 大尺度安全壳 严重事故

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考虑端部效应的平面线性感应电磁泵等效电路模型研究

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作者 白一帆 阎鑫 +2 位作者 毕可明 杨淳伟 丁铭 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期2345-2354,共10页

平面线性感应电磁泵是液态金属冷却空间核反应堆的最佳选择之一,具有安全可靠性高和生命周期长等优势。为了研究该电磁泵的纵向和横向端部效应对其性能的影响,建立了考虑端部效应和管道涡流效应的等效电路模型,通过引入端部效应修正系... 平面线性感应电磁泵是液态金属冷却空间核反应堆的最佳选择之一,具有安全可靠性高和生命周期长等优势。为了研究该电磁泵的纵向和横向端部效应对其性能的影响,建立了考虑端部效应和管道涡流效应的等效电路模型,通过引入端部效应修正系数来表征端部效应对电路中各阻抗的影响。依据公开文献的实验数据对等效电路模型进行了验证,结果表明:在低流量时横向端部效应影响显著,高流量时纵向端部效应更为关键;模型计算得到的电磁泵性能参数与实验数据具有较好的一致性,其中扬程平均相对误差为5.38%,水力效率平均相对误差为7.91%,展现出良好的计算精度。该等效电路模型可为平面线性感应电磁泵的特性分析和性能优化提供一种快速的分析工具和重要的参考依据。 展开更多

关键词 平面线性感应电磁泵 空间核反应堆 纵向端部效应 横向端部效应 等效电路模型

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