核动力工程

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西安脉冲堆热工水力分析与脉冲特性分析

陈立新, 赵柱民, 袁建新

2006, 27(6): 1-4,17.

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摘要:
利用PRTHA、PULSE和TEMPUL程序分别计算了西安脉冲堆首循环稳态堆芯布置的热工水力参数和脉冲堆芯的脉冲参数。计算结果表明,西安脉冲堆的传热是安全的。

钍基先进CANDU堆(TACR)钍-铀燃料功率影响研究

王永刚, 申世飞, 王侃, 施工

2006, 27(6): 5-8.

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摘要:
在CANDU堆燃料栅元物理的研究中,通常选择堆芯平均的燃料比功率对栅元进行计算模拟,而在TACR中,由于使用了钍燃料,比功率的不同就可能对核反应产生影响,并通过影响棒束栅元的基本截面参数而影响到全堆计算的结果。本文对不同定功率条件下,含全铀燃料和钍-铀燃料棒束的栅元截面参数随辐照值的变化以及钍燃料棒束中²³³Pa和²³³U的质量份额进行了计算分析,认为功率会对钍燃料的栅元宏观截面产生影响,在全堆计算中,栅元基本参数应尽量使用基于历史的局部参数法。

稠密栅棒型燃料元件堆芯设计及应用

董秀臣, 许川, 刘聚奎

2006, 27(6): 9-12.

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摘要:
初步分析了以正三角形栅格紧密排列组成的棒形燃料组件和堆芯的优越性。简要介绍了稠密栅在中小型核动力装置中的应用。通过分析与对比,展示出稠密栅的应用前景。

稳压器波动管热分层分析

张毅雄, 杨宇

2006, 27(6): 13-17.

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摘要:
为评价热分层对稳压器波动管结构完整性的影响,从理论上分析了稳压器波动管热分层发生的条件。以百万千瓦级三环路压水堆核电厂核反应堆启堆为例,建立了热分层瞬态,研究了热分层应力计算方法,从理论上将一个复杂的三维应力分析问题简化为一维和二维组合问题。结合ANSYS程序功能,提出了波动管热分层应力计算的工程方法。

不对称节流和不对称加热对平行双通道管间脉动特性影响实验

黄军, 黄彦平, 王飞, 卢冬华, 李虹波

2006, 27(6): 18-22.

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摘要:
研究不对称工况的参数有助于理解和消除平行通道管间脉动,提高系统的稳定性。在热工实验回路上,采用两根平行的圆管进行了不对称节流与不对称加热对管间脉动特性影响的实验研究。结果表明,随着进口节流不对称度增加,界限热功率增加,对脉动周期影响不大,脉动振幅存在非单值性变化;随着加热不对称度增加,界限热功率降低,对脉动周期影响不大,脉动振幅增大。通过整理分析,得到了不对称工况参数下的管间脉动界限判定公式。

PKU-SCAF 1.3GHz超导腔超流氦冷却循环设计及运行温度优化

杜宏鹏, 王莉, 陈安斌

2006, 27(6): 27-32.

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摘要:
超导腔的BCS表面电阻是温度的指数函数,降低超导腔工作温度可以减少超导腔的射频功率损失,但同时制冷设备的效率也会急剧降低。本文以北京大学超导加速器实验装置(PKU-SCAF)1.3GHz的9壳型超导加速腔为例,对1.3GHz超导腔采用的压力为3.13kPa的饱和态超流氦冷却循环方案及运行温度进行了分析研究。从提高超流氦冷却系统的制冷系数、降低超导腔的动态损耗出发,通过对5种超流氦冷却循环方案以及超流氦冷却循环的效率和超导腔低温系统的能耗进行数值模拟和分析,得出了适合PKU-SCAF主超导腔的最佳工作温度为1.95K。

高温颗粒落入水中瞬态过程的数值模拟

李小燕, 尚智, 徐济鋆

2006, 27(6): 33-37,55.

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摘要:
以液膜质量、动量和能量守恒方程为基础提出了一个高温颗粒在冷却剂中运动的瞬态理论模型。由于高温颗粒在冷却剂中运动的瞬态复杂性,利用适合于求解大条件数的Gear算法对该模型进行了数值模拟。求解过程中采用自适应技术处理高温颗粒在冷却剂中运动时周围蒸汽膜不断变动的动边界问题,得到高温颗粒下落速度的理论计算值,并与实验值进行比较,得到了蒸汽膜的温度、厚度以及作用力等瞬态数值模拟结果。

反应堆热工分析程序中可视化建模技术应用

徐珍, 杨燕华, 林萌, 杨晓

2006, 27(6): 38-41,51.

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摘要:
采用可视化建模技术及可扩展标记语言(XML),建立适用于热工水力安全分析系统程序RELAP5的组件模型库。通过调用库内组件,构造模型系统图,建立可输入热工水力参数的可视化人-机界面;将各组件和对应界面连接后,输入参数,经查错最终生成RELAP5输入卡。通过对简单管道内液体流动分析,证明本技术简化了RELAP5程序的使用。

考虑SSI效应的核电站泵房结构楼层反应谱分析

梁万顺, 吕飞, 张超琦

2006, 27(6): 42-46.

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摘要:
采用SuperSAP和CLASSI程序对某在建核电站泵房结构进行了极限安全地震震动和运行安全地震震动情况下的土壤-结构相互作用(SSI)的地震分析,揭示了结构在时域内的特性;通过傅立叶变换(FFT)分析了结构在频域内的特性,求得建筑结构中各楼层反应谱,结合核电厂设计规范分别给出了在较硬地基岩土条件下,结构考虑和不考虑SSI时各楼层反应谱,并对其进行了比较分析。结果表明,SSI效应对结构楼层反应谱的谱形、谱值以及零周期平台高度有一定的影响。

基于自适应形态学滤波算法的X射线图像的缺陷提取

罗爱民, 殷国富, 魏万迎

2006, 27(6): 47-51.

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摘要:
将数学形态学滤波算法应用于X射线焊接图像的缺陷提取,关键在于确定结构元素大小。本文提出一种自适应数学形态学滤波算法,首先对垂直于焊接图像的扫描线进行分水岭变换来确定结构元素尺寸大小,结构元素能随缺陷尺寸大小自动调整,然后应用数学形态学开操作得到图像背景,原始图像减去背景图像得到滤波结果。将本方法用于焊接缺陷边缘的提取,取得了好的效果。

外拱内壁局部减薄弯管极限内压有限元分析

段志祥, 沈士明

2006, 27(6): 52-55.

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摘要:
采用有限元分析法对内压作用下外拱内壁局部减薄弯管的极限载荷进行研究。计算结果与外拱外壁弯管试验及有限元计算结果进行比较表明,外拱内壁局部减薄弯管极限内压较外拱外壁局部减薄弯管极限内压偏低。由有限元计算结果数据拟合出了外拱内壁局部减薄弯管塑性极限内压的计算公式。

1Cr18Ni9Ti焊缝疲劳短裂纹的形态演化

赵永翔, 杨冰, 高庆

2006, 27(6): 56-61,86.

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摘要:
试验研究了1Cr18Ni9Ti焊缝光滑试样的单轴疲劳短裂纹形态演化规律。基于“有效短裂纹准则”,把注意力放在“主导有效短裂纹(DESFC)”萌生及裂尖前沿区域。观测发现,ESFCs萌生于焊缝局部delta铁素体与奥氏体基质界面,取向在与加载轴垂直截面小于45o随机分布。之后,受微观结构约束,表面倾向于沿垂直于轴向不规则扩展;深度方向,裂纹初始与加载方向垂直,之后倾向于与柱状晶生长方向垂直。当若干取向基本一致,裂尖前沿相邻的ESFCs发生合并即形成真实DESFC,由微观结构短裂纹(MSC)阶段进入物理短裂纹(PSC)阶段。PSC阶段,表面DESFC近似与轴向垂直,在微观结构干扰下不规则扩展;深度方向,逐步演变与柱状晶生长方向垂直,后期及长裂纹阶段倾向于与加载轴成45o。最后,试样沿与加载轴垂直方向瞬时断裂。这说明了疲劳短裂纹与长裂纹形态变化具有明显差异。

氢化锆表面CO₂反应层XPS分析

赵平, 彭倩, 孔祥巩, 邹从沛

2006, 27(6): 62-65,69.

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摘要:
通过X射线光电子能谱分析了经过700℃加热前后的用CO₂反应法制备的氢化锆表面反应层中一定深度(100nm、200nm和300nm)的C、O和Zr的化学态,并用相对灵敏度因子法对X射线光电子能谱分析结果进行了计算分析。结果表明:700℃加热前的膜层中含有C、O和Zr以及C—H键和—OH键;经过700℃加热以后,氢化锆表面氢渗透阻挡层中不仅有C—H键和—OH键,而且还出现了—COOH,与H结合的C、O量增大。

ATWS事故工况下的应急初始条件和应急行动水平在核电厂的应用

张春明, 许川

2006, 27(6): 66-69.

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摘要:
本文描述了在未能紧急停堆的预期瞬变(ATWS)事故工况下应急初始条件及应急行动水平在PWR核电厂和CANDU核电厂的应用,并对这两种类型核电厂在ATWS事故工况下相同应急初始条件的应急行动水平的不同进行了比较。

对滨河研究堆堆址设计基准洪水的探讨

荣峰, 赵建军, 杜巧敏, 张凌燕

2006, 27(6): 70-73.

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摘要:
通过对有关标准条文的理解以及对现有水文计算技术和方法、研究堆水灾事故危害程度的分析,结合工程设计实例,对滨河研究堆堆址设计基准洪水提出了明确的标准,即较高功率研究堆应该具有与核电厂相同的防洪基准。

核恐怖事件相对风险评估的简易概率方法

张松柏, 田东风, 伍钧

2006, 27(6): 74-81.

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摘要:
本文基于事件树和概率分析方法,提出了一种简单的核恐怖事件风险分析的概率评估方法,分析了4类核恐怖事件的单次事件的危害;由于核恐怖事件至今尚未发生,相关数据库对潜在的核恐怖事件的统计数据很少,在相关的潜在事例和假设的基础上,演示性地分析了4种方式引起核恐怖事件的相对概率和相对风险。综合示例的分析结果表明,发生4种核恐怖事件单次事件的危害由大到小依次为:使用核爆炸装置和使用简易核爆炸装置、攻击核设施、使用“脏弹”。而对假设前提下的计算示例,成功发生的概率由大到小依次为:使用放射性“脏弹”、攻击核设施、使用简易核爆炸装置和使用核爆炸装置;4种方式引发的核恐怖事件风险由大到小分依次为:使用放射性“脏弹”、使用简易核爆炸装置、攻击核设施、使用核爆炸装置。

Rough集理论及其在核动力故障诊断中的应用

陈志辉, 夏虹, 黄伟

2006, 27(6): 82-86.

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摘要:
粗糙(rough)集理论是一种数据分析的数学理论,可对不完整、不确定的数据进行处理。由于核动力故障特征复杂多样,具有不确定性,因此,将rough集理论引入核动力故障诊断中,可通过对历史数据的分析处理发现相互干扰的故障特征与故障之间的规律。本文简要介绍了rough集理论及其知识获取,描述了基于可辨识矩阵的约简算法,给出了rough集理论在核动力故障诊断中的应用实例。对燃料包壳破裂、稳压器波动管破裂、主蒸汽管道破裂3种典型故障的诊断结果表明,该方法对消除故障特征信息的冗余、简化及优化核动力故障信息非常有效。

岭澳核电站硼回收系统除气器序列状态调试

李开锋, 罗明坤, 李书周, 张文利

2006, 27(6): 87-90.

摘要(5) PDF(0)

摘要:
对岭澳核电站硼回收系统除气器序列的功能和状态进行了描述;结合硼回收系统除气器序列的状态调试,给出了除气器序列状态调试的内容以及除气器序列按正常顺序从启动至停止时的部分状态参数曲线;针对状态调试过程中出现的具体问题,分析了产生的原因并提出了处理措施。结果表明,硼回收系统除气器序列状态运行完全满足系统设计要求。

中国一体化反应堆核电厂创新安全壳设计研究

秦忠

2006, 27(6): 91-93,98.

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摘要:
中国一体化反应堆核电厂(CIP)是中国核反应堆系统设计技术国家重点实验室正在开发的新一代革新型、完全一体化的压水堆,其电功率约为300MW。CIP采用堆内一体化布置,反应堆冷却剂系统设备以及控制棒驱动机构全部布置在反应堆压力容器内。这种一体化设计消除了传统的冷却剂回路管道,消除了大LOCA事故,具有更高的安全性。本文介绍了CIP安全壳系统方案选择、安全壳设计、安全壳设计压力的确定以及安全壳结构的计算分析。

核废物库吊车自动控制精确定位技术

杨志达, 刘少有, 齐雪峰, 韩伟实

2006, 27(6): 94-98.

摘要(8) PDF(0)

摘要:
田湾核电站11UKT厂房是放射性固化废物暂存库。操作人员在库房内直接操作吊车对废物桶进行吊装,受到核辐射,劳动强度大、精确性差。本文用激光测距仪、变频调速技术以及PLC为控制中枢的系统,对田湾核电站11UKT核废物库房吊车进行了技术改造。改造后,吊车的定位精度可达±2mm,操作计算机化,点击鼠标即可完成定位过程,减轻了操作员的工作量,避免了超剂量核辐射。

核电站继电器老化及可靠性分析

赵昔, 黄卫刚, 陈世均, 张晓明, 李少平

2006, 27(6): 99-102.

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摘要:
通过对LEACH继电器的老化失效及可靠性分析实验,得知1999年批次继电器失效的原因,是由于线圈绝缘材料中增塑剂氧化变质而导致的绝缘性能下降和发热量增加,并有针对性地提出了继电器老化的外壳温度监测方法,制定了批次更换措施。

高气压电离室的设计研究

刘春雨, 韩伟实, 李建平, 任怡昌, 刘曙东, 万国庆

2006, 27(6): 103-105,112.

摘要(6) PDF(0)

摘要:
本文设计了一种高气压氩气电离室。在设计中,以MCNP和EGSnrc程序的计算结果作为指导选取高气压电离室工作气体及壁材。通过分析电离室的壁厚、直径和工作气体压力等因素对电离室性能的影响,找出合适的参数。实验标定的结果表明:该电离室的能量响应性能良好。

T225NG钛合金在高温高压水质中的电化学行为

温菊花, 赖旭平

2006, 27(6): 106-108.

摘要(6) PDF(0)

摘要:
本文采用电化学测量方法测定了特殊换热器传热管用材料钛合金T225NG在高温高压不同氯离子浓度和不同溶解氧含量水质条件下的极化曲线,并探讨了钛合金T225NG在不同水质条件下的电化学行为和腐蚀机理。在本实验条件下钛合金T225NG的各阳极极化曲线没有出现活化区,但随着Cl^-浓度和溶解O₂浓度的增加,阳极极化曲线的维钝电流密度增大,钛合金的腐蚀增大。当Cl^-<0.005mg/L时,钛合金T225NG的阳极极化曲线只有一个电位区间氧化膜形成区A段;而当Cl^-≥0.02mg/L时,各阳极极化曲线则存在两个电位区间A段和B段。

中国高温气冷堆核电示范工程环境辐射影响初步分析

曲静原, 曹建主, 李红, 刘原中, 方栋

2006, 27(6): 109-112.

摘要(6) PDF(0)

摘要:
对我国高温气冷堆核电示范工程(HTR-PM)进行了环境辐射影响分析和评价。内容包括堆芯放射性总量的计算、正常运行工况下放射性核素的年释放量、事故源项的分析计算以及正常运行和事故情况下辐射剂量的估计。分析结果表明:正常运行工况下,HTR-PM放射性释放对公众成员可能产生的辐射剂量远低于我国目前的法规要求;设计基准事故情况下对公众成员可能产生的辐射剂量明显低于需要在场外采取隐蔽措施的通用干预水平。

基于β辐射伏特效应的同位素微电池理论模型研究

褚金奎, 朴相镐, 吴红超

2006, 27(6): 113-118.

摘要(9) PDF(0)

摘要:
随着微型机械电子系统(MEMS)的发展,微能源逐渐成为MEMS应用中的一个非常关键的问题。在同时考虑了同位素的选择及其衰变类型、粒子能谱、放射粒子能量损失率、半导体特性、载流子的产生与复合等因素的基础上,提出了一个基于β辐射伏特效应的同位素微电池的理论模型。可以用该模型计算出微电池的短路电流和开路电压。得到的模拟结果比引用文献结果稍高,还得到了表面掺杂浓度、结深以及放射粒子活度对电池输出参数的影响。

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2006年第27卷第6期

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