核动力工程

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刘书焕, 江新标, 于青玉, 仲云红, 张文首, 张继红, 杨军, 王应林, 王凯, 方绍辉

2007, 28(4): 1-4.

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摘要:
采用飞行时间法测量了西安脉冲堆热柱孔道热中子束流中子能谱分布,能谱测量结果较Thermal Maxwellian理论谱偏软,中子谱平均能量为0.042±0.01eV。采用金箔活化法测得热柱孔道出口前端热中子注量率为1.18×10⁵cm^-2.s^-1,热中子注量率测量的不确定度为3%。

小型长寿命核能系统燃料物理性能的研究

余纲林, 王侃

2007, 28(4): 5-8,38.

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摘要:
本文在简要说明世界上小型长寿命核能系统研究现状的基础上,提出了使用钍-铀燃料和铅-铋冷却剂构造小型长寿命堆芯的设想,并为此进行了一系列燃料物理性能的研究。对于长寿命核能系统的堆芯物理设计,使反应性随燃耗变动最小非常重要,同时应该尽可能地提高堆芯的燃耗以满足长寿命运行的需求。本文使用MCNP和MCBurn程序详细计算分析了使用不同的初始驱动燃料、不同栅格、燃料成分和类型、富集度条件下,燃料栅元的燃耗反应性变化等性能,并对其进行了能谱、转换比、富集度变化等方面的分析,经过对比初步确定了使用钍-铀燃料构造长寿命堆芯的物理条件,并以此为起点构造出一个堆芯,计算给出了反应性空泡系数等安全参数。

基于蒙特卡罗方法的微型钠冷快堆堆芯物理设计计算

贺克羽, 韩伟实

2007, 28(4): 9-12.

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摘要:
应用MCNP-4C程序为微型钠冷快堆(MFR)概念设计建立了精确的物理计算模型,并对其临界物理特性、中子注量率分布、功率分布和反应性控制进行详细计算。结果表明:MFR的基本物理特性满足堆芯物理设计要求和设计目标,堆芯功率密度和中子注量率分布均匀合理;控制系统能实现安全有效的反应性平衡,满足反应堆长期运行的需要。

钍基先进坎杜堆子通道分析

王松涛, 俞冀阳, 廉海波, 毛文龙

2007, 28(4): 13-15,116.

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摘要:
利用子通道计算程序ASSERT-PV V3R1计算TACR1000在不同钍装填模式、不同功率、不同寿期下的子通道热工水力学特性。根据对子通道质量流密度、空泡份额和干涸起始功率方面的计算,从功率展平及安全性的角度考虑,钍铀粉末交混装填模式明显好于内8根棒为钍的装填模式。

高通量工程试验堆与MCNP程序的接口程序的开发

邱立青, 傅蓉, 邓才玉

2007, 28(4): 16-19.

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摘要:
为了对高通量工程试验堆(HFETR)堆芯进行MCNP程序的描述,自行研制开发了HFETR与MCNP程序的接口程序——MCNPIP程序。本文主要介绍了MCNPIP程序的核心DXSY类、MCNPIP程序流程、MCNPIP程序中燃料元件材料成分的处理以及软硬件要求,最后通过实际应用验证了MCNPIP程序的有效性。

蒙特卡罗算法并行计算研究

王家翀, 许川, 姚栋

2007, 28(4): 20-24.

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摘要:
采用蒙特卡罗(MC)计算方法,进行核反应粒子输运计算,是业内近十几年发展起来的一种有相对优势的计算方法。本文针对并行计算过程中数据初始化、计算任务分配、计算结果归约、计算结果一致性、程序功能一致性等关键问题进行了多种算法优劣的比较以及程序实现过程中的难点进行了分析,最终给出了测试结果和研究结论。结果表明,MC算法在粒子输运计算过程中有着相当好的计算效率。

汽-液两相流激波研究

赵良举, 王飞, 高虹, 唐经文, 袁悦祥

2007, 28(4): 25-28.

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摘要:
汽-液两相流激波是汽水引射式增压换热器增压的主要原因,然而鲜见相关研究。本文通过建立数学模型分析计算,对汽-液两相流动的正激波进行了研究,并与理想气体激波进行比较分析。在两相激波后汽相接近完全凝结,激波前马赫数与空泡率对激波有较大影响。与理想气体激波比较发现,两相流激波前后压力和马赫数的变化趋势与理想气体激波是一致的。可用能分析证明,激波过程是一个不可逆过程,激波后的熵增加,可用能减少,遵守热力学第二定律。

近壁滑移汽泡沸腾换热机理研究进展

徐建军, 陈炳德, 王小军

2007, 28(4): 29-33,80.

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摘要:
在沸腾换热机理研究中,近壁滑移汽泡的研究日益受到广泛的重视。但是,近壁滑移汽泡的研究还远未成熟。本文探讨了近些年来滑移汽泡换热机理方面的最新研究进展。论述了滑移汽泡的动力特性和换热机制;总结了近壁滑移汽泡的换热机理模型及其计算方法。指出了近壁滑移汽泡动力特性所需要继续深入研究的内容,初步构建了近壁滑移汽泡换热机理模型。最后对近壁滑移汽泡的研究方向提出了建议。

矩形窄缝通道轴向非均匀加热临界热流密度实验研究

熊万玉, 王飞, 肖泽军, 卢冬华

2007, 28(4): 34-38.

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摘要:
对矩形窄缝通道轴向非均匀加热临界热流密度进行了研究。轴向加热方式为光滑的截尾余弦型,流动工质为去离子水。实验结果证明轴向非均匀加热临界热流密度低于轴向均匀加热临界热流密度。实验数据分析采用"F修正因子法",得到了轴向非均匀修正因子的半经验关系式。将该修正因子关系式同国际上已有的各种修正因子进行了比较分析,证明本文得到的修正因子预测的矩形窄缝通道轴向非均匀加热临界热流密度值更准确。

快堆沸腾池数学模型

赵树峰, 罗锐, 王洲, 石晓波, 杨献勇

2007, 28(4): 39-43.

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摘要:
单组件盒内的沸腾池是快堆燃料组件瞬时堵流事故发展的一个重要阶段,这个阶段之后将会导致熔融物向组件盒外的传播。为了了解沸腾池的内部机理,本文建立了单组分沸腾池机理模型:采用漂移速度模型预测池内空泡份额的分布,用焓方法求解包裹沸腾池的燃料固化壳的温度场及厚度。根据不同的流型,对沸腾池和壁面间的换热Greene关系式进行了一些修正。结果表明,沸腾池的形成是由于冷却剂的排热能力降低,而形成的内部产热量和外部排热量的不平衡而导致的;这个热量的不平衡量是产生气泡的根源。Greene经验关系式适用于没有产生气泡之前的熔融池,形成沸腾池之后,要根据不同的流型对其做相应的修正。

骨架发热多孔介质方腔内非达西自然对流的数值研究

王刚, 曾敏, 王秋旺

2007, 28(4): 44-48.

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摘要:
本文利用局部非热平衡模型,对骨架发热多孔介质方腔内的非达西自然对流进行了数值研究。方腔上下壁面绝热、左右壁面维持恒温T₀。采用Brinkman-Darcy-Forchheimer模型来描述多孔介质内的流动,当有效导热系数比(0.001≤γ≤1.0)和无量纲容积换热系数(1.0≤H≤1000)在较宽的范围内变化时,计算研究了不同的有效导热系数比和无量纲容积换热系数对方腔内流动换热的影响。数值模拟结果表明:在有效导热系数比γ=1.0和无量纲容积换热系数H=1000时,局部热平衡模型是成立的;而对其他情形,必须采用局部非热平衡模型才能准确地预测出方腔内的流动换热特性。

海阳核电厂护堤工程典型断面物理模型试验

马元华

2007, 28(4): 49-53,96.

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摘要:
物理模型试验是护堤工程设计中不可缺少的环节,是对工程设计成果的最终验证,为工程设计最终方案提供决策。本文采用了正态模型试验及有效应力法对海阳核电护堤工程的稳定性进行了分析,最终验证了设计断面的安全、合理性。

液体晃动有限元模态分析及试验研究

李松, 高芳清, 杨翊仁, 范晨光

2007, 28(4): 54-57.

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摘要:
通过试验分析和数值仿真,研究了水平圆柱形贮箱内液体横向晃动特性。分析了贮藏箱在各种充液比下液体的晃动特性,利用扫描式激光测振仪结合试验设计较好地解决了液面波形直接测量的问题。通过有限元软件Ansys较好地模拟出液体低阶晃动振型和高阶局部振动情况,并通过虚拟质量法校核液体横向晃动低阶频率值。将有限元计算结果与试验实测结果进行了比较,发现两种方法对比研究能较好地解决这类液体系统模态分析问题。

弥散型燃料板辐照肿胀行为的有限元分析

丁淑蓉, 霍永忠

2007, 28(4): 58-62.

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摘要:
采用颗粒复合材料的细观力学研究思路,针对弥散型燃料板,选择一种代表性单元作为研究对象,用与裂变密度和燃耗相对应的、不断增大的裂变压力模拟燃料颗粒裂变对铝基体所产生的力学贡献,对研究对象进行了热力耦合分析。考察了裂变压力、温度应变和燃料颗粒沿厚度非均布对颗粒肿胀的影响,并对弥散型燃料板基体的米塞斯应力分布情况进行了分析。研究结果表明,颗粒百分比含量越高,颗粒肿胀的速度相对越快;随着裂变压力增大,颗粒肿胀的速率急剧增大,且颗粒不再是圆形;在正常工作和选取的参数条件下,温度应变对总变形的影响不大;当裂变压力不大时,非均匀分布对颗粒肿胀几乎没有影响,随着裂变压力的增大,非均匀分布的颗粒肿胀明显高于均布情况,而且越来越明显;基体的应力非球对称分布。

反加料方式制备AUC的工艺研究

许奎, 刘锦洪, 胡柏贵, 雷茂林, 崔川江

2007, 28(4): 63-65.

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摘要:
介绍了用NH₃和CO₂气作为沉淀剂,以反加料方式制备(NH₄)₄[UO₂(CO₃)₃](AUC)的工艺研究。具体研究了反应温度、料液铀浓度、UF₆水解液的加入速度等参数对反加料工艺制备AUC晶体的影响。试验表明:控制反应温度在60～70℃、料液铀浓度在200g/L、UF₆水解液流量在40 L/h的条件下制得的AUC晶体氟含量低于1000μg/g,松装密度在0.8g/cm³～1.0g/cm³之间,具有很好的流动性。

SS304不锈钢单轴时相关棘轮行为的本构描述

阚前华, 康国政, 张娟

2007, 28(4): 66-71.

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摘要:
在SS304不锈钢室温和高温单轴时相关棘轮行为实验研究的基础上,基于Abdel-Karim-Ohno非线性随动硬化律,发展了一个新的统一粘-塑性本构模型。由于该模型考虑了具有应力保持时间和高温下不可忽略的静力恢复或热恢复效应,通过与实验结果的比较发现,新发展的统一粘-塑性本构模型对室温和高温下的时相关棘轮行为均能给予合理的预测结果。

等离子喷涂Fe-Ni-B屏蔽涂层的结构与性能研究

杨文锋, 刘颖, 杨林, 李德安, 高升吉, 涂铭旌

2007, 28(4): 72-75.

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摘要:
采用大气等离子喷涂技术在1Cr18Ni9Ti钢基体上制备了Fe-Ni-B涂层,并对涂层进行了重熔处理。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线荧光光谱仪(EDX)对重熔前后涂层的显微组织及界面结构进行了微观分析,并对重熔前后涂层的显微硬度、热疲劳性能、结合强度进行了试验研究。结果表明,重熔处理对涂层显微结构有明显改善,涂层更为致密。涂层与基体界面处已发生相互扩散并有新相生成,涂层热疲劳性能更好,结合强度也有所提高。

关于我国核保卫法律框架与执行主体的问题

濮继龙, 李小燕

2007, 28(4): 76-80.

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摘要:
讨论了核保卫的内涵及其与核保障、核安全之间的关系,阐述了我国核保卫工作的现状以及建立核保卫法律框架体系的必要性和基础,对如何建立核保卫法律框架及执行主体的确定给出了建议。

基于粗糙决策模型的核电厂故障诊断方法

徐金良, 张大发, 张龙飞

2007, 28(4): 81-84.

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摘要:
将粗糙集和信息熵相结合,提出了改进的决策树ID3算法,并提出了基于此算法和粗糙集约简算法的故障诊断方法。将该方法用于核电厂故障诊断。结果表明,该方法具有良好的故障诊断性能,可在核电厂故障诊断领域中应用。

BP神经网络改进算法在核电设备故障诊断中的应用

谢春丽, 夏虹, 刘永阔, 刘邈, 张宝锋

2007, 28(4): 85-90.

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摘要:
根据训练误差大小自适应调整神经元输入特性参数,并应用改进的遗传算法对神经网络的权值和隐含层数目进行优化,对传统的人工神经网络误差反传算法进行了改进,使训练算法的收敛速度大大提高。将人工神经网络技术和改进的BP网络训练算法应用于核电设备故障诊断,并以核电蒸汽发生器U形管破裂为例,建立了故障诊断模型。仿真结果表明,该算法的应用是可行的。

基于Petri网的安全监控建模与实时安全分析

董豆豆, 周忠宝, 周经伦, 赵炤, 冯静

2007, 28(4): 91-96.

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摘要:
为提供有效的安全监控建模技术,采用Petri网对系统进行安全监控建模,并进行定性和定量的安全分析。基于Petri网的安全监控建模能够有效地描述系统由正常向危险的演化过程,且具有在同一网络中描述多个危险事件的能力。最后以核反应堆系统安全监控为例,演示了基于Petri网的安全监控建模与实时安全分析过程。结果表明:基于Petri网的安全监控建模方法在描述方式上符合人的认识习惯,能够较好地降低大型系统模型管理的复杂度。

用于钠泵的螺管型超导磁体设计与实验

杨志达, 韩伟实, 武玉

2007, 28(4): 97-100.

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摘要:
本文对钠金属电磁泵的螺管型超导磁体部分进行了详细设计和实验研究。磁体设计指标为水平室温孔长度600mm,直径160mm,中心场磁感应强度5T。对超导磁体所用的超导线进行了短样测试,当温度为4.2K、磁感应强度为5T时,临界电流为464A,大于工作电流。磁体经过绕制、真空压力浸渍工艺后进行10次失超锻炼,在失超电流97 A的电流下测试,磁体中心磁感应强度达到4.66T。若进一步降低励磁速率,磁体中心磁感应强度预计可以达到5T左右,可以满足钠金属电磁泵的要求。

中国实验快堆非能动余热排出系统中非能动爆破片疲劳性能试验

周一卉, 由宏新, 李岳

2007, 28(4): 101-103.

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摘要:
非能动余热排出系统是保证试验快堆安全工作的重要措施,爆破片是一种非能动超压泄放装置。本文对反复加载的疲劳载荷作用下的爆破片动作性能进行了实验研究,载荷应力为80%爆破片标定爆破压力,载荷循环次数超过1×10⁵,疲劳试验前后的爆破片动作压力差别小于1.5%,说明余热排出系统中选用的爆破片耐疲劳性能优异,可以稳定保证非能动余热排出系统的可靠工作。

高压空气冷却器管束冲蚀破坏的数值模拟及其结构优化

代真, 沈士明

2007, 28(4): 104-107,127.

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摘要:
针对高压空气冷却器管束易发生由腐蚀引起的泄漏事故,本文以某公司高压空气冷却器为例,应用计算流体力学(CFD)商用软件Fluent对空气冷却器管束内的流动进行了模拟。计算过程采用标准k-ε湍流模型及SIMPLEC算法。分析了流体力学冲刷对腐蚀过程的作用,并找出管道冲蚀破坏严重的位置。计算模拟结果与实际管道的检测结果吻合较好。同时,本文研究了不同过渡结构的管束内流体的流动特性,为空气冷却器管束的结构优化提供了一定的依据。

核电站操纵人员模拟机培训与取照考试

徐平生

2007, 28(4): 108-111,121.

摘要(4) PDF(0)

摘要:
大亚湾核电操纵人员模拟机培训与执照考核体系针对模拟机教员的配备、培训、岗位资格考核、教学效果反馈等环节制定了管理方法,对教员提出了专业知识、工作经验、外语能力等方面的具体要求。设计了教员培养流程,培训项目包括:培训者培训、教学法培训、时间管理培训、机组大修期间运行活动培训、模拟机培训课程的"影子"培训和在岗培训等。实现了模拟机教员与现场持照人员的岗位轮换;新教员须经管理部门进行资格确认和审查,符合条件者实行聘任上岗制度,任期2年。任期届满后,需重新对其进行资格认定。在引进法国电力公司操纵人员培训办法的基础上,开发了新课程,对模拟机初训、复训以及利用模拟机进行技术支持与经验反馈方面进行了改进。

基于PLC技术的多功能核辐射监测仪研制

李自强, 朱玉叶, 庄敏

2007, 28(4): 112-116.

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摘要:
利用西门子S7-200系列可编程控制器(PLC)内置高速计数器及丰富的指令系统,对核辐射探测器输出的脉冲信号进行记录和处理,研制8通道多功能核辐射监测仪。该仪器可连接多种类型的脉冲探测器,具备模拟/数字双重显示、数字存储、脉冲发生器和网络通讯等功能;从计数率到剂量率既可按"刻度表"转换,又可按公式转换;剂量报警系统中的各种逻辑关系在仪器内部处理,输出信号直接驱动现场报警灯、铃。重点介绍监测仪的硬件组成、程序设计和性能特点。

硼同位素丰度质谱测量方法的研究

邓辉, 许川, 张舸

2007, 28(4): 117-121.

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摘要:
通过检测天然硼同位素中的负离子BO₂^-,对天然硼同位素丰度比的质谱的测定方法进行了研究。对发射剂的选取、氧同位素贡献的扣除、质量歧视效应的修正等方面的研究表明,利用SrCl₂作为发射剂,对硼同位素丰度进行质谱测量,可以简化样品前处理方法,减少样品进样量,降低分馏效应对测量的影响,提高数据的准确性和重现性,提高了热电离质谱测量微量硼同位素丰度比的不确定度水平。

中子活化片活度测量方法研究

谷振军, 张一云, 徐显启

2007, 28(4): 122-124.

摘要(5) PDF(0)

摘要:
提出了利用4πβ-γ符合装置,不制作薄膜源情况下测量中子活化片活度的新方法。通过改变光电倍增管电压,使γ道探测器对γ光子和K层特征X射线探测效率一致,不进行效率外推,便可得到中子活化片活度。理论分析表明该方法可行。

高速摄像仪在落棒试验中的应用及展望

何军山, 蒋贤国, 黄兆庆, 胡俊, 赵华

2007, 28(4): 125-127.

摘要(6) PDF(0)

摘要:
介绍了采用高速摄像仪获得控制棒驱动线位移、速度、加速度以及最大反弹高度的方法,并对高速摄像仪在控制棒驱动线落棒特性试验研究中的应用前景进行了展望。

留言板

2007年第28卷第4期

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