核动力工程

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刘永康, 胡永明, 刘汉刚, 钱达志

2006, 27(5): 1-5,11.

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摘要:
为提高已开发三维中子输运数值计算程序SN3C的效率,本文采用一致的扩散综合加速方法加速源迭代,并用Chebyshev加速方法提高幂迭代的收敛速度。针对扩散综合加速方法中求解扩散方程的特点,发展了基于完全多重网格方法的求解技术,数值试验的结果显示,SN3C的计算结果与Monte Carlo方法以及EVENT的计算结果符合很好;并且,对于中小规模的问题,完全多重网格方法的效率可与具有最优松弛因子的块超松弛方法相比;对于较大规模的问题,完全多重网格方法的性能更好。

中子输运方程的三角形节块S_N方法研究

卢皓亮, 吴宏春, 曹良志, 周永强, 咸春宇, 姚栋

2006, 27(5): 6-11.

摘要(9) PDF(0)

摘要:
利用面积坐标思想,将任意三角形变换为正三角形,使用横向积分方法对正三角形节块进行处理。节块内横向积分通量、中子源的空间分布使用新的正交二次多项式近似;横向泄漏项的空间分布使用二阶多项式近似;中子通量和横向泄漏的角度通过离散纵坐标(S_N)求积组离散。采用节块平衡有限差分方法建立稳定有效的迭代方案;编制了二维三角形节块S_N输运计算程序(DNTR),对一系列基准题进行了验证。结果表明,本方法在同等计算精度下比细网差分程序(DOT4.2)快5～7倍,在同等计算精度和相同节块尺寸下比矩形离散节块输运方法(DNTM)快1～3倍,但DNTR程序可应用于非结构几何区域问题,具有DNTM等其它结构化节块S_N程序无可比拟的优势。

基于三角形网格的穿透概率方法研究

刘萍萍, 吴宏春

2006, 27(5): 12-18,41.

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摘要:
研究了基于三角形网格的中子输运方程穿透概率方法。网格子区内部中子源采用平源分布,子区界面中子角注量密度空间分布设为均匀,角度分布采用简化4P₁近似,并采用一种按照非结构网格编码顺序进行网格扫描的新方法。编制了适应于二维任意形状几何中子输运特征值问题求解的程序TPTRI,对一些二维输运基准问题作了计算。与MG-MCNP3B、SURCU、TEPFEM等程序结果进行了比较分析,结果吻合很好。

CARR堆反应堆厂房土壤-结构相互作用与楼层反应谱分析

荣峰, 汪嘉春, 何树延, 董占发

2006, 27(5): 19-23.

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摘要:
土壤-结构动力相互作用(SSI)分析及楼层反应谱(FRS)计算是中国先进研究堆(CARR)工程抗震设计的重要环节。本文采用直接法,通过建立二维土壤-结构共同工作计算模型,并分3个方向进行地震动输入,考虑土壤-结构相互作用对反应堆厂房地震反应进行分析,计算出厂房基础部位和各楼层在不同工况下的地震反应及楼层反应谱。

波动管设计改进对反应堆厂房地震响应的影响分析

李忠诚, 马兹容

2006, 27(5): 24-28,57.

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摘要:
为了减轻由于稳压器波动管热分层引起的热疲劳效应及降低安装难度,提出了在M310型压水堆稳压器中加大波动管与主回路夹角的布置改进方案。波动管的布置改进将引起反应堆厂房内部结构布置的改变,对地震响应产生影响。根据设计改进重建结构计算模型,进行抗震分析,并与旧模型的相应结果进行对比,探讨设计改进对反应堆厂房地震响应的影响,为改进方案的论证提供参考。

板壁水膜波动流动数值研究

田瑞峰, 李兆俊, 张庆武

2006, 27(5): 29-32.

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摘要:
板壁水膜流动特性是影响水膜二次携带的主要因素之一。通过数值方法对某一规格板壁表面水膜波动流动特性进行研究。在对水膜表面进行受力分析的基础上,得出了水膜自由表面的动力学边界条件,建立了板壁水膜波动流动的数学模型。连续性方程采用中心差分格式,动量方程采用迎风和中心差分混合的偏心差分格式,采用Simple算法对板壁水膜波动流动方程进行了求解,采用流体界面追踪法(VOF:Vol-ume-of-Fluid)方法对水膜自由表面进行模拟追踪。计算结果表明,水膜在板壁中部的波动比其它部位剧烈,另外也发现入口扰动频率对水膜波动的影响程度要大于扰动振幅对水膜波动的影响。

摇摆对自然循环传热特性影响的实验研究

谭思超, 庞凤阁, 高璞珍

2006, 27(5): 33-36,69.

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摘要:
对摇摆情况下单相自然循环流动的传热特性进行了实验研究。试验结果表明,摇摆运动下,自然循环的换热能力得到了加强,摇摆的频率和振幅增加,换热系数也相应增加。针对摇摆运动下换热系数经验公式的适用性进行了分析,并通过实验数据的拟合得出了适用于摇摆运动下的自然循环换热经验关系式。

竖直圆管中泡状流含汽率径向分布的统计测量方法

朱学成, 罗锐, 孙艳飞, 杨献勇

2006, 27(5): 37-41.

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摘要:
为了研究竖直圆管中高含汽率泡状流的含汽率径向分布,设计了一种测量含汽率径向分布的方法。该方法通过统计投影视图中的像素信息得到泡状流的投影含汽率,根据汽泡投影重叠概率计算出截面含汽率在投影面上的边缘分布;再基于竖直圆管中含汽率分布轴对称的假设,使用改进的傅里叶级数展开方法求解Abel逆变换,计算出含汽率沿圆管径向的分布。为验证该方法的有效性,测量了较低含汽率时的泡状流径向含汽率,并与匹配方法的测量结果进行比较。实验结果表明:此方法能得到高含汽率或含汽率近壁分布等其他方法难以测量的含汽率分布。

垂直向上圆管环状流临界热流密度研究

樊普, 秋穗正, 贾斗南

2006, 27(5): 42-47.

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摘要:
预测高含汽量下的临界热流密度对于直流蒸汽发生器和事故工况下反应堆堆芯的安全性具有工程价值。本文基于液滴夹带、沉积和液膜蒸发理论,对垂直向上的均匀加热圆管内环状流的液膜厚度和液膜质量流速沿轴向的变化进行了预测。结果表明,当液膜蒸干时,干涸发生,此时的热流密度即为临界热流密度。将理论计算的临界热流密度值与实测值相比较,实验数据偏高,偏差在30%以内。

空气-水在垂直非圆截面通道内流型研究

郭亚军, 毕勤成, 何永清, 周莺, 陈听宽

2006, 27(5): 48-52,73.

摘要(3) PDF(0)

摘要:
采用可视化方法研究了水力直径分别为15mm和10mm的两种正方形截面、14.43mm的三角形截面以及14mm的圆形截面通道内空气-水垂直上升流动,表观气速0.04～80m/s,表观水速0.001～6m/s。观察到了泡状流、弹状流、块状流、环状流和弥散泡状流等常见流型。此外,在表观气速很大而表观水速很小时,在非圆截面通道内发现了爬动流,证实了非圆截面直通道内存在“二次流”现象,且对气-液两相流动的相分布有较大影响,证明截面形状对两相流流型及其转变具有重要影响。由实验得到了流型转变界限,并首次获得了包括爬动流的两相流流型图。比较本文的实验结果及与前人的研究结果对比发现,水力直径的大小对两相流流型的转变具有一定影响。

含氢N18锆合金循环变形后的位错组态研究

谭军, 应诗浩, 李聪, 左汝林, 孙超

2006, 27(5): 53-57.

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摘要:
应用透射电子显微镜研究了N18锆合金在室温下循环变形后的位错组态以及氢化物与位错的相互作用。结果表明,N18锆合金基体中存在着大量弥散分布的沉淀相粒子,其位错组态是一系列被沉淀相粒子钉扎住的位错线段。这些位错线段由{10 $\overline{1}$0}柱面滑移所产生。试样在变形过程中只有部分晶粒发生了塑性变形,而其它晶粒则是弹性变形。试样中的氢化物主要为面心立方结构的δ相氢化锆,氢化物与位错之间的交互作用存在着“尺寸效应”,位错的滑移能够切割过细小的氢化物,但不能穿越粗大的氢化物。

高通量工程试验堆压力容器焊缝快中子注量计算

邱立青, 傅蓉, 秦乐刚, 邓才玉, 王庆梅

2006, 27(5): 58-60,73.

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摘要:
用MCNP4C程序分别计算了高通量工程试验堆(HFETR)首炉13^#电离室和L12元件、第53-I炉13^#电离室和7^#电离室、第68-II炉12^#电离室和1QS的快中子注量率并与实验测量值比较,计算结果是可靠的。通过选择不同类型的堆芯布置,计算了到2004年底HFETR压力容器焊缝所受的快中子注量。截止2004年底,HFETR压力容器焊缝内壁所受到的E≥1MeV、E≥0.1MeV的快中子最大点的注量分别为1.212×10¹⁷cm^-2和2.514×10¹⁷cm^-2,远小于设计值。

304不锈钢高温非比例多轴棘轮行为实验研究

张娟, 康国政, 高庆, 孙亚芳

2006, 27(5): 61-64.

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摘要:
为了对材料的高温棘轮行为进行精确的本构描述,在350℃和700℃下,对304不锈钢的单轴和非比例多轴棘轮行为进行了系统的实验研究。讨论了材料在不同加载路径以及不同工况下的棘轮变形特性,揭示了304不锈钢非比例多轴棘轮行为的平均应力和应力幅值依赖性,以及温度依赖性和路径依赖性。

发生落棒事故时的PCI研究

刘彤, 张林, 沈才芬, 肖忠, 吕华权

2006, 27(5): 65-69.

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摘要:
当反应堆发生落棒事故时,燃料芯块与包壳的相互作用瞬间增强,易造成燃料棒破损,从而影响核电站的正常运行。本文介绍了反应堆II类瞬态下燃料棒芯块与包壳相互作用的机理和定量分析方法,并针对大亚湾核电站18个月换料的燃料管理方案进行了发生落棒事故时的PCI热力学评价。初步的研究结果表明:如果在自然循环长度和延伸燃耗运行期内发生落棒事故,对于基负荷运行和基负荷一次调频运行,均有PCI的应力裕量,不会造成燃料棒破损。

核电站乏燃料贮存水池失去最终热阱时的安全分析

李灿, 凌星

2006, 27(5): 70-73.

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摘要:
压水堆核电站一回路和乏燃料贮存水池的设备冷却水由海水冷却器提供。本文假设事故工况下,海水冷却器突然停止工作,利用热平衡方程,计算并分析了乏燃料贮存水池运行的安全性及作为冷却水源冷却其它一回路重要用户的可能性。计算表明:在本文的各种工况下,乏燃料贮存水池运行是安全的;除一种工况外,硼水还具有冷却其它设备的能力。

核电厂两种实时故障诊断系统的对比

刘永阔, 谢春丽, 夏虹, 阎昌琪

2006, 27(5): 74-78.

摘要(10) PDF(0)

摘要:
分别利用模糊神经网络技术和数据融合技术,采用VB6.0编程语言开发了核电厂实时故障诊断系统,并对诊断系统中所应用的智能诊断算法进行了详细的阐述。为比较直观地对比两个诊断系统,利用数据通讯程序接口使该诊断系统与仿真机进行实时数据交互,并在仿真机上设置了4种故障对两个诊断系统进行在线测试。测试结果表明,应用模糊神经网络技术和数据融合技术均能对故障进行识别,但都存在各自的优点和不足。离线分析表明,针对不同的故障类型,当特征参量较少时,采用模糊神经网络诊断技术较好;而特征参量较多时,最好采用数据融合诊断技术。

小样本成败型设备可靠性评估方法

张士峰, 杨华波, 张金槐

2006, 27(5): 79-83.

摘要(6) PDF(0)

摘要:
小样本、高可靠性成败型设备可靠性评估是核工程和航天工程领域经常遇到的难题。本文系统地分析了若干可靠性评估方法,包括Bayes方法、改进Bayes方法以及Bayes网络方法,同时结合相应的仿真算例说明了方法的应用,最后对成败型设备可靠性评估问题提出了一些结论和建议。

通风机叶片振动安全性分析

陈杰, 沈荣瀛, 华宏星, 罗建平

2006, 27(5): 84-86.

摘要(5) PDF(0)

摘要:
针对传统的叶片振动安全性调频分析方法的4种局限性,提出了一种叶片振动安全性动应力分析法。该方法可在实际动载荷未知的情况下,进行叶片动应力及叶片振动安全性分析。本文介绍了叶片振动安全性动应力分析法的特点,并通过实例说明了该方法的可行性。

中国先进研究堆水平孔道屏蔽设计优化研究

石秀安, 刘志宏, 胡永明

2006, 27(5): 87-90,93.

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摘要:
考虑辐射安全和经济性,对中国先进研究堆(CARR)的水平烫源孔道作了屏蔽设计优化研究。通过分步计算,克服了MCNP4C在计算粒子深穿透问题中的耗时、结果差的缺陷。再建立模型,将转门的屏蔽设计优化问题转化为屏蔽材料的组合优化问题。使用特征统计算法(CSA)结合ANISN程序,编写屏蔽设计优化程序。经过大量方案的筛选,很快找到了符合辐射安全、经济性和材料的机械特性的屏蔽设计优化方案optCH2;用MCNP4C程序计算了优化的方案,并与原方案做了比较。结果表明,optCH2方案的安全性能和经济性都比原方案提高很多。

岭澳3号机组核岛安全壳“钢衬里”材料变更问题的核安全监督管理

陈敏, 王瑞平, 付晋良, 杨凯, 陈荣达

2006, 27(5): 91-93.

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摘要:
在对岭澳3号机组核岛安全壳“钢衬里”材料施工现场的监督过程中,发现材料变更过程与初步安全分析报告中所承诺使用的规范、标准不符合,材料变更引出的对不符合项的处理也存在问题。出现问题的原因是设计控制对现场设计变更的处理与承诺使用的规范相矛盾,未能确保适用的规范体系的一致性。这一不符合项的发生及其处理表明,对于核安全重要部件的制造及采购,需要加强核安全监督力度,强化核电站建造过程的质量保证。

LabVIEW在高温气冷堆燃料装卸计数系统中的应用

李智慧, 胡守印, 梁锡华

2006, 27(5): 94-96.

摘要(4) PDF(0)

摘要:
用即测即用的数据采集技术(DAQ)技术同步采集10MW高温气冷堆燃料装卸计数系统的多路现场信号,在LabVIEW平台上开发计数软件。该计数虚拟仪器功能灵活、界面友好,能给出准确的过球计数。

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2006年第27卷第5期

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