核动力工程

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袁履正, 柯国土, 金华晋, 戴长年, 许汉铭, 李彦水

2006, 27(S2): 1-5.

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摘要:
中国先进研究堆(CARR)是一座多用途、高性能指标的研究堆。本文就其先进技术和设计理念的采用、系统设备的布局、运行模式的确定和应用等设计特点进行了归纳。这些设计特点,体现了CARR设计的先进性、安全性、经济性和创新性,是我国研究堆设计水平的具体体现。CARR的建成和投入运行,将成为中国原子能科学研究院的发展提供重要的科研平台。

中国先进研究堆(CARR)应用设计及其规划

柯国土, 石磊, 石永康, 袁履正, 黄道立

2006, 27(S2): 6-10.

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摘要:
中国先进研究堆(CARR)是一座多用途、高性能指标的研究堆,CARR采用反中子阱型堆芯结构,便于提供更多的空间进行水平中子束流孔道和垂直辐照孔道的布置,满足多用途的需要。CARR综合应用研究平台建成后,具备开展中子敢射实验研究、燃料和材料性能研究、在线中子活化分析、中子照相、硼中子俘获治疗癌症、放射性同位素及单晶硅中子掺杂研发以及核能和核技术人才教育培训等的能力。本文就CARR可能开展的主要应用以及与应用有关的物理设计、结构设计及配套系统设计进行了简要介绍。

中国先进研究堆(CARR)工程燃料组件设计验证试验

张建伟, 宋立新, 康亚伦, 张爱民

2006, 27(S2): 11-13,20.

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摘要:
中国先进研究堆(CARR)采用的燃料组件在国内尚属首次加工与使用。为了保证燃料组件的完整性和安全性,满足堆安全运行的需要,对燃料板和组件的结构稳定性、流致振动、临界流速、热循环、堆内辐照等进行了设计验证试验。结果表明,CARR燃料组件的设计和加工工艺是合理的,谈组件在反应堆实际运行条件下是稳定和安全的。

CARR工程设计质量保证实施的控制措施

唐国静, 章向红, 程多云, 马起桁, 柯国土

2006, 27(S2): 14-16.

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摘要:
针对中国先进研究堆(CARR)工程设计中技术难度大、接口复杂等特点,通过采用强化组织领导,明确各级人员责任,从技术和管理两方面的程序文件和作业文件对具体的质量活动实施了有效地控制。结果表明,CARR工程设计项目所采用的组织机构是适宜的,规定的职责与权限是明确的,满足了设计的需要并履行了相应的职责;CARR工程设计质量体系符合法规的要求。适应CARR工程设计需要,有效地指导了CARR工程设计的顺利完成。

中国先进研究堆(CARR)工程设计文件的管理

洪霞, 张瑛琦, 黄丽云, 张鹏飞, 宋景合

2006, 27(S2): 17-20.

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摘要:
工程项目文件管理至关重要,将直接影响到工程的质量、进度和投资成本。本文着重就中国先进研究堆(CARR)设计文件管理体系的建立、文件管理制度的制定以及对各类设计文件管理的实施等方面进行了阐述。

CARR工程设计进度控制

闫俊英, 周礼校, 陈会强, 罗椿英, 柯国土

2006, 27(S2): 21-24.

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摘要:
进度控制是工程设计中的重要环节。本文简要介绍了中国先进研究堆(CARR)工程设计管理的组织机构及工程设计特点,着重介绍了CARR工程设计中进度管理体系的建立和进度控制中采取的各种措施。

中国先进研究堆(CARR)工程设计标准化

高冬梅, 戴长年, 马起桁, 陈会强, 柯国土

2006, 27(S2): 25-28.

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摘要:
为了保证中国先进研究堆(CARR)的设计在安全上达到当代核安全水平,在技术上达到世界先进水平,建立了一套适用于CARR工程设计的标准体系。本文对该体系中标准的采集、编写和管理进行了介绍,并结合工程设计特点,提出了在标准的选用和实施过程中应注意的问题。

中国先进研究堆安全设计

刘天才, 杨长江, 刘兴民, 金华晋, 袁履正

2006, 27(S2): 29-31,64.

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摘要:
中国先进研究堆（CARR）是一座轻水冷却和慢化、重水反射的池内簟式研究堆。额定核功率为60MW。堆芯装载21盒燃料组件,芯体材料为U₃Si₂-Al_x弥散体,包壳材料为6061铝。CARR具有堆芯小、热流密度高和流速高等特点,使得CARR的安全设计难度很大。本文详细介绍了CARK设计中采取的安全措施,如ATWS缓解系统、足够大的主泵转动惯量、足够的自然循环能力和靠UPS供电的随堆运行的应急堆芯冷却系统等。事故分析结果表明,CARR具有很高的固有安全性,采取的安全措施是有效的。

中国先进研究堆堵流事故分析

刘天才, 金华晋, 袁履正

2006, 27(S2): 32-35,44.

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摘要:
堵流事故是板状燃料研究堆发生概率相对较高的一种事故。本文进行CARR堵流事故分析时,假定额定功率运行下,1盒燃料组件的入口全部堵塞。用Relap5\Scdapsim\Mod3．2程序分析堵流事故时反应性、堆功率、压力、流量和温度等的变化,并分析发生堵流的标准燃料组件对周边燃料组件的影响。结果表明,发生堵流的燃料组件将烧毁,但不向相邻的组件扩展。CARR设计采取的安全措施可以把堵流事故后果控制在可接受范围之内。

中国先进研究堆全堆芯扩散计算

吕征, 孙志勇, 沈峰, 肖诗刚, 柯国土

2006, 27(S2): 36-40,72.

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摘要:
基于物理启动、同位素生产以及空间燃耗不同考虑的全堆芯模型,采用少群扩散方法对中国先进研究堆(CARR)堆芯进行计算。通过对选定的换料方案进行堆芯第1～3炉的临界计算,得到了各炉初/末期的反应性、中子注量率以及功率分布。并且采用隐式燃耗方法模拟了CARR堆芯燃耗过程,得到了堆芯燃耗分布,分析了堆运行过程中产生的裂变产物份额并给出了中毒反应性效应。确定了CARR的基本物理特性参数,完成了CARR物理详细设计工作,为CARR最终安全分析报告的编写以及将来的运行提供必要的数据。

CARR控制棒物理设计计算

孙志勇, 沈峰, 吕征, 柯国土, 肖诗刚

2006, 27(S2): 41-44.

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摘要:
中国先进研究堆(CARR)是一座高性能、多用途新型研究堆。CARR的控制棒物理计算是一个难点,本文采用Monte Carlo方法计算CARR的控制棒物理特性。物理计算的结果直接指导控制棒的结构设计和加工。

中国先进研究堆热水层热工分析

杨长江, 刘天才, 刘兴民

2006, 27(S2): 45-49.

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摘要:
中国先进研究堆(CARR)热水层(HWL)是反应堆水池上部形成的一层温度稍高的热水,它可以阻止水池下部含有较高放射性物质的水通过对流到达池水表面,从而降低反应堆大厅内的放射性剂量水平。本文采用经验公式计算了建立热水层所需的加热功率,并采用计算流体力学软件CFX分析了堆水池内流场和温度场。结果表明,CARR热水层的加热功率为120kw;在水池表面形成了热水层,但热水层的厚度不均,平均厚度约1．8m,最薄处约0．5m。

CARR冷中子源物理方案研究

沈峰, 袁履正, 柯国土, 吕征, 孙志勇

2006, 27(S2): 50-53.

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摘要:
冷中子源是中国先进研究堆(CARR)作为应用平台开展中子散射实验的重要系统。本文建立了可开展冷中子源装置氢系统物理方案研究的计算程序和方法。对影响核发热和冷中子增益的多种因素进行了计算和优化选择,确定了氢系统物理方案。分析结果表明:符合CARR冷中子源自身特点且在国际上具有创新意义的月牙形冷包结构,在核发热量较小的条件下获得了较好的冷中子增益。

CARR冷中子源氢系统冷却方式及自稳特性研究

沈峰, 贾占礼, 赵光辉, 袁履正

2006, 27(S2): 54-59,78.

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摘要:
为了解决CARR高核功率、低富集度下冷包壁面的高热流密度及冷中子源装置的开堆-开源和开堆-停源工况等难题,提出了带助冷的两相热虹吸自然循环冷却方式;建立了冷包内氮气、各层冷包材料和液氢之间的换热简化模型,编制了计算程序,并分析了指定条件下的换热量;从理论上推导和建立了该冷却方式的自稳特性方程,并进行了自稳定性分析。结果表明,该种冷却方式不仅解决高热流密度和开堆停源等热工难题,还证明了该冷却方式具有一定的自稳特性。

CARR二次水管道系统应力分析与评定

戴守通, 汪军, 宋景合, 范月容, 张占利, 柯国土, 戴长年

2006, 27(S2): 60-64.

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摘要:
使用PIPSTRESS软件对中国先进研究堆(CARR)二次水管道系统进行分析计算,针对管道系统及所连接设备的不同特点,采取不同的措施,对支吊架类型、安放位置和方向等进行了优化配置,得到适当的管道系统应力数值和接管载荷数值。结果表明,二次水系统的应力分析与评定符合规范要求。

中国先进研究堆(CARR)回路系统总体设计特点

黄兴蓉, 韩海芬, 张金山, 庄毅, 石家绢

2006, 27(S2): 65-68.

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摘要:
研究堆设计不同于核电站,因需要满足不同的使用要求,而具有各自的特点,CARR也不例外。CARR是一座轻水作冷却剂、重水作慢化剂的研究堆,因此CARR回路设计围绕堆本体以反应堆冷却剂系统和重水冷却系统为主体共设置了18条回路系统,本文就CARR回路系统的总体设计特点进行了总结与介绍。

CARR冷却剂系统设计及分析

张金山, 黄兴蓉, 李清

2006, 27(S2): 69-72.

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摘要:
反应堆冷却剂系统(RCS)是中国先进研究堆(CARR)的重要系统之一,反应堆运行时,通过其将堆芯的热量带出,该系统的安全有效运行是反应堆安全运行的必要保证。本文从冷却剂系统的功能和工艺设计、主要设备等方面对该系统及其设计进行了说明,并对设计过程中重点考虑的运行和安全问题进行了分析。

CARR主循环泵机组参数确定

张金山, 韩海芬, 庄毅

2006, 27(S2): 73-75.

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摘要:
主循环泵机组是CARR反应堆冷却剂系统中的主要设备。本文主要介绍了确定主循环泵机组流量、扬程、汽蚀余量等参数的计算方法和计算过程以及在CARR中的运行方式。

CARR重水冷却系统的优化设计

韩海芬, 姜百华, 张金山, 黄兴蓉, 李军德

2006, 27(S2): 76-78.

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摘要:
中国先进研究堆(CARR)是轻水冷却和慢化、重水反射的池式反应堆。本文着重介绍了重水冷却系统自可行性报告以来对该系统所进行的优化设计,包括系统工艺流程及设备设计等的优化。

CARR应急堆芯冷却系统停堆冷却措施分析

庄毅, 黄兴蓉, 姜百华, 张金山, 石家娟

2006, 27(S2): 79-83.

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摘要:
停堆后的冷却问题是中国先进研究堆(CARR)重要的安全问题之一。CARR应急堆芯冷却系统是一套多功能、高度安全可靠的专设安全设施,它在反应堆正常运行时执行池水冷却功能;在正常停堆和事故停堆过程中执行应急堆芯冷却功能;还执行应急热阱选择、系统供电方式、回路阻力分析、阀门开关设置等方面的处理,使系统在两种功能的切换中不需要人为操作,依靠流量的自动匹配来满足正常运行和事故运行的要求。体现了CARR的安全性、先进性和经济性。本文以核安全法规和导则为前提,以满足系统功能为基础,首先介绍了CARR应急堆芯冷却系统的功能、主要参数和流程。根据CARR的实际情况,对应急堆芯冷却系统的停堆冷却措施和典型事故进行了分析,论证了该系统是如何在正常停堆和事故停堆状态下实现非能动堆芯冷却的。

板式换热器在CARR中的应用

韩海芬, 张金山, 姜百华, 庄毅

2006, 27(S2): 84-85,100.

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摘要:
着重介绍了CARR工程中重水换热器、主换热器的选型及设计过程。通过安全性和经济性等方面的对比,可以看出板式换热器比套管式换热器更具有优越性。板式换热器在系统中的应用对今后的设计具有一定的参考价值。

CARR净化系统的设计及分析

李清, 赵光辉, 李军德, 庄毅

2006, 27(S2): 86-88.

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摘要:
净化系统作为反应堆的一个组成部分,对反应堆的安全运行起着重要作用。本文主要介绍了中国先进研究堆(CARR)重水和轻水4个净化系统(主冷却剂净化系统、重水净化系统、池水净化系统、热水层循环系统)的工艺流程、系统设备、控制仪表、系统布置以及系统运行操作等方面的设计特点。

CARR水平孔道的设计特点

范月容, 郎瑞峰, 石辰蕾, 张占利, 戴长年, 孙林志, 戴守通

2006, 27(S2): 89-92.

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摘要:
介绍了中国先进研究堆(CARR)水平孔道的用途、在堆本体的布置、水平孔道结构设计及设计方面的特点。

CARR重水箱与导流箱设计特点

石辰蕾, 郎瑞峰, 范月容, 戴长年, 张占利, 孙林志

2006, 27(S2): 93-96,110.

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摘要:
本文介绍了CARR堆本体中重水箱和导流箱的设计思想和解决方案。对结构进行了详细描述,分析了设计中存在的难点。参考全堆芯流致振动试验模型的设计制造和试验结果,采用三维设计软件进行参数化建模和虚拟装配,使设计更加合理和优化,同时保证了各设备之间接口的准确性,解决了设计难点。目前,施工设计已全部完成,设备正处于加工制造阶段。

CARR衰变箱及堆水池钢衬里设计难点

张占利, 范月容, 戴守通, 石辰蕾, 郎瑞峰, 孙林志, 戴长年

2006, 27(S2): 97-100.

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摘要:
中国先进研究堆(CARR)的衰变箱和堆水池钢衬里是CARR中的关键设备之一,本文阐述了CARR衰变箱和堆水池钢衬里的设计,在焊接、运输、大型薄壳设备制造等方面存在的难点问题及解决方案。

CARR堆芯容器用辐照监督装置的设计优化

石辰蕾, 孙志勇, 杨长江

2006, 27(S2): 101-105.

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摘要:
本文详细介绍了中国先进研究堆堆芯容器用辐照监督装置,通过物理计算及热工水力计算多种方案建模分析,对辐照监督装置的结构进行了优化设计,并完成施工设计。

CARR工艺运输系统设计

武文广, 陈峰, 王卫星

2006, 27(S2): 106-110.

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摘要:
介绍了中国先进研究堆(CARR)工艺运输系统的功能、工艺流程及设备分级,并对工艺运输系统的重要设备如装卸料机、双工位抓具、斜孔道和干法贮存室进行了结构描述。工艺运输系统的重要设备装卸料机已通过出厂验收,达到了功能要求,证明设计是合理的。

CARR工程热工过程测量系统总体设计

昝怀启, 李华, 王强, 李松, 李传霞, 乔晨阳, 谢自强

2006, 27(S2): 111-114,121.

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摘要:
介绍了中国先进研究堆(CARR)工程热工过程测量系统的设计难点与创新设计。结合差压变送器、气体成分分析仪器、温度计等设备的选型,给出了热工过程测量系统的总体设计技术方案。最终确定了CARR热工过程测量系统设计实现的总体功能、系统构成、施工安装要求及施工验收规范。

CARR热工过程测量系统变送器选型

李传霞, 李华, 昝怀启, 谢自强

2006, 27(S2): 115-117.

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摘要:
详细介绍了几种系列的压力/压差变送器。它们分别是:1151电容式压力/压差变送器、115l智能型压力,压差变送器、3051智能型压力/压差变送器、应变桥式智能型压力/压差变送器和应变谐振式压力/压差变送器。对这些压力/压差变送器的性能进行了比较,最后结合CARR的实际情况进行了定型选择。

CARR渗漏监测系统

昝怀启, 李华, 王强, 李传霞, 李松, 谢自强

2006, 27(S2): 118-121.

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摘要:
热工过程测量系统的高可靠性设计,是实现系统总体设计要求的重要内容。介绍了中国先进研究堆(CARR)渗漏监测系统的功能,CARR渗漏监测系统构成,CARR渗漏监测系统的组成及测点布置。CARR渗漏测量系统减少了系统的误报警,提高了系统测量真实性。

CARR供电系统概述

张文磊, 李振毅, 李彦, 吴炳祥, 霍俊杰

2006, 27(S2): 122-125.

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摘要:
CARR供电系统主要由中压、低压、直流、备用和应急供电子系统组成,简述了中国先进研究堆(CARR)供电系统的总体特点、主要功能和设计准则;详细地介绍了各子系统的组成、功能和特点等。CARR供电系统的工程设计,遵循了相关的核安全法规和工业标准的要求,达到了系统所承担的运行功能和安全功能。

综合数字保护继电器在CARR中压供电系统中的应用

张文磊, 李振毅, 陈莉, 吴炳祥

2006, 27(S2): 126-128,165.

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摘要:
为了提高整个CARR中压供电系统的安全性、可靠性和智能化程度,采用了综合数字保护继电器。主要介绍了该系列综合数字保护继电器的特点、结构、功能和工作原理等。CARR中压供电系统实现了供电系统的数字化监控,省去了大量的变送器、电缆和部分继电保护装置,保证了整个中压供电系统的经济性、可靠性和先进性。

CARR备用供电系统设计

李彦, 陈莉, 李振毅, 薛绥之

2006, 27(S2): 129-132.

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摘要:
备用供电系统是CARR安全运行的保障,它在两路外电源全都丧失时,自动启动两台柴油发电机组,向允许供电有短时中断的安全相关负荷提供电力。

CARR应急供电系统设计

薛绥之, 李振毅, 金华晋

2006, 27(S2): 133-136,158.

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摘要:
介绍了中国先进研究堆(CARR)应急供电系统的功能、组成,包括1E级蓄电池组、不间断电源(UPS)的容量确定、1E级开关柜的老化试验和抗震试验。结果表明,应急供电系统在两路外电源丧失后能不间断地继续向应急堆芯冷却系统供电2h,是CARR安全运行的可靠保障。

CARR直流供电系统的设计

张文磊, 李振毅, 李彦, 陈莉

2006, 27(S2): 137-139.

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摘要:
中国先进研究堆(CARR)直流(220V)供电系统主要为CARR中压供电系统的二次回路提供开关操作电源,通过对该系统的组成、性能及其各部分功能的介绍,说明了该系统具有较高的可靠性、安全性和先进性。

CARR低压供电系统进线和母联开关电路的实现

李振毅, 张文磊, 李彦, 乔晨阳, 吴炳祥

2006, 27(S2): 140-142.

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摘要:
本文介绍了利用真值表来实现CARR工程低压供电系统进线和联络开关联锁电路的设计方法。通过出厂验收试验和计算机仿真,证明该电路工作可靠。

CARR堆主控室通风空调及空气净化系统设计

李建敏, 李彩娟

2006, 27(S2): 143-145.

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摘要:
介绍了CARR堆主控室可居留性空调系统功能、运行工况和系统设置,并对主控室空调冷负荷计算进行了分析。结果表明,该空调系统既能满足正常工况下主控室内温度及湿度的要求,又能满足事故工况下主控室操作人员可居留性的要求。

CARR保护系统设计

张明葵, 杨自觉, 金华晋, 曾海, 肖晨, 徐启国, 宋国良

2006, 27(S2): 146-149,162.

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摘要:
中国先进研究堆(CARR)保护系统采用数字化技术,执行反应堆的安全保护功能,包括反应堆保护和事故后监测两个子系统。本文介绍了CARR保护系统的设计以及技术特点,所采用的技术方案适合于CARR的工程应用,并达到保护系统所要求的系统可靠性和可用性。

CARR数字化监控系统设计

徐启国, 曾海, 张明葵, 金华晋, 宋云鹏, 毛欢

2006, 27(S2): 150-154.

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摘要:
介绍了中国先进研究堆(CARR)数字化监控系统的组成及其功能,CARR设计采用了可靠的软硬件设计平台、通讯网络、现场I/O主控单元、数据服务器等冗余设计技术以及系统故障诊断及故障监视等技术。目前,该系统已经完成了厂家设计工作,通过了出厂验收,即将进入设备现场安装和调试。

CARR核测量系统设计

张明葵, 徐启国, 曾海, 肖晨, 金华晋, 宋国良

2006, 27(S2): 155-158.

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摘要:
核测量系统是CARR仪表控制系统重要的组成部分,该系统监测CARR堆芯外中子注量率并向保护系统、ATWS缓解系统、功率调节系统等提供功率水平信号。本文阐述CARR核测量系统的设计,介绍CARR核测量系统的系统结构、堆外探测器、监测装置和技术特点。

CARR全数字化控制系统

徐启国, 张明葵, 曾海, 金华晋, 宋云鹏, 毛欢

2006, 27(S2): 159-162.

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摘要:
中国先进研究堆(CARR)是一座安全可靠、高技术性能、多用途的先进研究堆,CARR的仪表控制系统采用了先进的全数字化设计技术,由数字化反应堆保护系统和事故后监测系统、未能紧急停堆的预计瞬态(ATWS)系统、反应堆监控系统及自动开堆和功率调节系统等子系统组成。本文介绍了CARR仪表控制系统各个子系统的组成及功能。

CARR ATWS缓解系统设计

张明葵, 肖晨, 杨自觉, 金华晋, 曾海, 徐启国, 宋国良

2006, 27(S2): 163-165.

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摘要:
为保证事故工况下反应堆的安全,CARR除设置保护系统外,还设置了ATWS缓解系统。本文介绍了CARR ATWS缓解系统的功能与组成以及技术特点,系统采用数字化技术,并进行了试验验证,其可靠性达到了CARR工程应用的要求。

CARR通风空调数字化监控系统设计

毛欢, 曾海, 徐启国

2006, 27(S2): 166-168,171.

摘要(6) PDF(0)

摘要:
CARR通风空调监控系统是CARR仪表控制系统的重要组成部分。该系统采用分散控制、集中管理(DCS)的方式和PID模块控制,在自动化程度、可靠性等方面均达到了较高的水平。本文阐述了CARR通风空调监控系统的功能、组成和技术特点。

CARR重水浓缩微机监控系统

陈莉, 张文磊, 金华晋

2006, 27(S2): 169-171.

摘要(4) PDF(0)

摘要:
介绍了应用可编程控制器为核心的微机监控系统,该系统实现了重水浓缩系统各运行设备的实时数据采集和控制功能,从而提高了供电系统的安全性和准确性。

CARR工程设计大事记

2006, 27(S2): 172-172.

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2006年第27卷第S2期

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2006年 第27卷 第S2期

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