核动力工程

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陈畏葓, 张虹, 张凤林, 胡海翔, 胡德勇, 陈平, 雷涛

2008, 29(3): 1-4,27.

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摘要:
压水堆燃料组件格架上交混叶片的大小和形状影响其交混能力和流动阻力。介绍了格架交混性能优化设计的过程和结果,并用三维计算流体力学(CFD)软件对设计的3种格架方案进行了三维流场分析和比较。结果表明,就最高流体温度和流体最大温差而言,方案3比方案1和方案2的交混性能略好;就典型通道平均温度而言,方案1和方案2比方案3的交混性能好。

宽高比对矩形窄缝通道内流体温度场的影响

曾和义, 秋穗正, 苏光辉, 贾斗南

2008, 29(3): 5-8.

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摘要:
对宽面均匀加热、窄面绝热的矩形窄缝通道内强迫对流换热进行了3维数值模拟,模拟结果与实验数据符合较好。使用该方法研究了宽高比对矩形窄缝通道内流体温度场的影响。结果表明,对于大宽高比矩形窄缝通道,在角部区域以及加热面中心区域均会出现热集中现象;加热面中心区域的热集中程度较角部区域的热集中程度低,并且随着矩形通道宽高比的减小而消失;此外,由于数值扩散的影响,低阶插值格式(如乘方插值)不能预测出加热面中心区域的热集中现象。

窄缝流道内的流动与换热机理及关键问题

徐建军, 陈炳德, 王小军

2008, 29(3): 9-13.

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摘要:
从窄缝流道内流场和温度场测量技术及其问题、汽泡核化现象和流型、压降、传热特性和临界热流密度5个方面介绍了窄缝流道内流动和换热机理的研究现状及涉及的关键问题,针对目前的研究现状以及所存在的问题,提出了窄缝流道内流动和换热机理的研究方向。

窄间隙矩形多通道流动交混特性数值模拟

徐建军, 陈炳德, 熊万玉, 王小军, 王飞

2008, 29(3): 14-17.

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摘要:
采用CFD程序CFX对窄间隙矩形多通道内流体的交混特性进行了数值模拟。数值计算结果表明:流体经过全部的交混段后,两边侧边通道内的流量低,中间4个主通道内的流量高。入口流量大小不同的条件下,流体经过全部的交混段后,主通道内的流量都趋于一致。前4段的流动交混较为明显,随着轴向交混段的增加,交混量越来越小;流体交混时,主通道入口流量大的通道内的流体向入口流量小的通道内运动,初始阶段在侧边通道和交混段产生了较强的二次流,但随着轴向交混段的增加,二次流变得越来越小。

自然循环向强迫循环过渡时的反应性变化

姚青生, 王章立, 韩伟实, 贺克羽

2008, 29(3): 18-22,55.

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摘要:
在Matlab平台中对反应堆及主冷却剂系统建立数学模型,研究自然循环向强迫循环过渡过程中反应性的变化规律。计算结果表明:过渡过程中流量按双曲正切规律变化,时间系数k和流量增加倍数W_∞/W₀决定了流量的稳定时间和梯度;在反应堆设计中选择合适的k值,可有效改善反应堆周期;尽量降低过渡过程的流量变化速度,可以减小反应性峰值,有助于提高反应堆的安全性。

初混合阶段熔融金属的热工水力特性

李天舒, 杨燕华, 袁明豪, 胡志华

2008, 29(3): 23-27.

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摘要:
采用高速摄像仪拍摄记录熔融金属液柱入水碎化的过程。实验研究了熔融金属温度、入水速度、冷却水温度对熔融金属液柱下落过程的影响。实验结果表明,无量纲碎化长度与经验关系公式吻合得很好;熔融金属温度对金属下落速度没有影响;提高冷却水温度对熔融金属液柱的下降速度有一定的促进作用;大直径金属液柱的平均下降速度明显大于小直径的平均下降速度。

大涡模拟在计算反应堆吊篮流体激励力中的应用

席志德, 陈炳德, 李朋洲

2008, 29(3): 28-31.

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摘要:
用大涡模拟(LES)方法计算了秦山核电站二期1∶5模型实验的压力容器和吊篮之间环腔内的流场,获取了流体作用在吊篮上的流体压力,研究了Smagoriksky亚格子应力模型中的Smagoriksky系数对结果的影响;同时研究了流速对压力的影响以及压力沿空间的分布。结果表明,随着Smagorinsky系数增大,所得的压力均方根值(RMS)减小。与实验结果相比较,秦山核电站二期模型环腔内的流场模拟Smagorinsky系数取0.18比较合适,计算的脉动压力RMS与实验相吻合,在湍流发展充分的区域,流体压力功率谱密度计算值和实验值保持在同一个量级。

含轴向贯穿裂纹三通断裂有限元计算方法

卢岳川, 臧峰刚

2008, 29(3): 32-34,40.

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摘要:
基于有限元程序ABAQUS开展了对含轴向贯穿裂纹三通断裂有限元计算方法的研究,重点介绍了计算模型的建立、J-积分计算方法的研究。将直管的有限元计算结果与理论计算结果进行了对比,结果表明,二者基本吻合。由此表明,在应用ABAQUS程序进行计算J-积分时,所用的计算方法、参数的输入、奇异单元的选取等是正确的。因此,可按该方法和步骤应用ABAQUS程序计算含裂纹三通的J-积分。

多阻尼反应谱拟合的时域叠加法

赵凤新, 张郁山

2008, 29(3): 35-40.

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摘要:
提出了一种在时域内叠加窄带时程的方法,用于提高设计地震动时程对多阻尼目标反应谱的拟合精度。该方法首先利用传统的在频域内调整Fourier幅值谱的方法,生成以给定单阻尼反应谱为目标的初始加速度时程;然后通过在时域内叠加窄带时程进一步调整此初始加速度时程,以提高其对多阻尼目标反应谱的拟合精度。算例分析结果表明,该方法合成的设计地震动时程具有较高的对多阻尼目标谱的拟合精度。

稳压器卸压箱容量设计方法

钟发杰, 李海颖, 张玉龙

2008, 29(3): 41-43,51.

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摘要:
根据理想气体状态方程、质量守恒定律、能量守恒定律以及水与水蒸汽的热物理性质,并假定介质变化过程为绝热过程,给出了稳压器卸压箱容积的设计原理和方法。结合我国在役核电站的稳压器卸压箱的参数对其容积进行了校核计算,其结果具有很好的一致性。

优化技术在压水堆燃料组件定位格架开发中的应用

唐宇, 胡海翔, 陈平, 王开明

2008, 29(3): 44-47.

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摘要:
基于计算流体动力学(CFD)技术的优化方法,将CFD软件与三维结构设计软件和计算机辅助优化软件结合起来,对搅混翼结构设计进行了优化,以提高格架的热工水力性能。在5×5格架上对一组最佳结构参数结果进行了CFD计算验证。结果表明,采用这种优化技术进行格架优化设计是可行的。

新型铪控制棒的研制

黄洪文, 叶林, 钱达志, 徐显启, 张之华

2008, 29(3): 48-51.

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摘要:
铪材具有良好的综合性能,是反应堆控制棒的首选材料。为了克服铪板辐照后的变形和力学性能下降等问题,增加控制棒的使用寿命,开展了新型控制棒组件的研制工作。在研制过程中,对铪材的化学成分、机械性能、腐蚀性能、物理性能等进行了试验研究,并进行了成品验证试验,证明此新型控制棒的设计和制造完全满足技术要求,具有良好的机械性能,能有效提高铪控制棒的使用寿命。

田湾核电站堆芯捕集器的设计简介

崔方水

2008, 29(3): 52-55.

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摘要:
在田湾核电站堆芯捕集器的设计中,综合采用了压力容器外包容装置、非能动供水冷却堆芯熔融物包容体金属表面以及用"牺牲性"材料改善熔融物特性和降低热流密度等项技术;利用SCDAP/RELAP和MELCOR两个独立的程序包分析了压力容器内堆芯的损坏、碎片的分布、熔池的形成、压力容器熔穿和熔融物转移到堆芯捕集器等的动态过程,并对堆芯熔融物、"牺牲性"材料、金属材料等之间的物理、化学反应和热交换器的热工水力特性进行了实验研究。

国家标准GB150用于压力容器大型端盖法兰设计的计算误差分析

谭忠文, 张征明, 何树延

2008, 29(3): 56-58.

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摘要:
压力容器大型法兰设计,如采用国家标准GB150做强度计算,得到的应力值往往偏小。当容器的大型端盖采用封头与大法兰直接连接的结构方式时,用GB150得到的应力值的计算误差可能更大。这是由于GB150中所用的法兰计算方法所决定的。本文以清华大学5 MW低温核供热试验堆工程安全壳设计为例,说明采用GB150进行大法兰设计的局限性。

中国先进研究堆未能停堆的全厂断电事故分析

田文喜, 秋穗正, 苏光辉, 贾斗南, 张建伟

2008, 29(3): 59-63,103.

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摘要:
针对中国先进研究堆(CARR)的具体结构和运行特点,考虑冷却剂所有可能的流动状态以及换热形式,利用FORTRAN程序设计语言开发了CARR瞬态热工水力计算程序TSACC。利用程序对CARR发生全厂断电事故(SBO)时控制棒不能下落,且应急冷却泵不能投入运行这一严重事故工况进行了计算分析。计算结果表明:CARR发生SBO时,在应急冷却系统故障和控制棒不能插入堆芯的严重事故工况下,堆芯功率仍然能够在冷却剂密度反馈、空泡反馈及燃料多普勒反馈等作用下降低至较低的水平,能够保证燃料元件结构的完整性,也说明了CARR具有很高的固有安全性。计算结果同时发现:在自然循环建立过程中,堆芯冷却剂流量出现了短暂的密度波流动不稳定现象。

大事件树法船用核动力装置中小破口失水事故评价

信世堡, 邵世威, 张志俭

2008, 29(3): 64-68.

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摘要:
分析了满功率工况下船用核动力中小破口失水事故后安全功能需求、系统响应和操纵人员干预对堆芯损毁的影响,在对前沿系统和支持系统分析和简化的基础上,采用大事件树/小故障树方法建立了事故序列化模型。通过量化分析,找出了始发事件下导致堆芯损毁的支配性序列、支配性题头事件,提出了系统改进的建议。

水平管气-液两相分层流底部小破口泄漏预测

梁法春, 王栋, 林宗虎

2008, 29(3): 69-72.

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摘要:
对分层流型下破口位于水平管底部的气-液两相泄漏量进行了实验测量和理论预测研究。设计了新型破口泄漏测量装置,测试管道直径为40 mm,采用布置在管壁上的直径为2.5 mm的圆孔模拟破口,避免了传统泄漏测量装置用短管代替破口从而导致实验模拟与实际泄漏工况出现较大偏差的缺点。提取了气-液界面高度和破口两侧差压作为特征参数,构建了径向基函数神经网络,对破口质量含气率进行了预测,破口质量流量由修正的两相流孔板公式计算。实验结果表明,质量含气率及流量预测值与实验吻合良好。

压水堆核电站先进控制室布置设计

孙永滨, 蒋晓华

2008, 29(3): 73-77.

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摘要:
主控制室设计首先应保证核电站的安全运行,尽量减轻操作人员的运行压力。设计中应充分考虑软硬件平台的多样性,数字化人-机接口和后备盘的多样性,主控制室和应急控制室场所的多样性。由于不同的供货商所采用的法规、标准不完全相同,控制室的布置设计差异较大,在主控制室系统的设计和采购时,还需要考虑设备所在国的法规和标准,并满足我国法规和标准的要求。

宽能区中子雷姆仪结构研究

刘春雨, 韩伟实, 李建平, 陈振平

2008, 29(3): 78-80,107.

摘要(12) PDF(0)

摘要:
应用MCNP和FLUKA程序,对不同结构宽能区中子雷姆仪的能量响应进行计算,并将计算结果与国际辐射防护委员会(ICRP)推荐的响应曲线进行了比较分析。计算结果表明:在普通A-B中子雷姆仪结构中加入铅层,能够极大地提高其对高能中子的能量响应,铅层布置和厚度的不同对中子雷姆仪的能量响应有一定的影响。铅层单层布置结构形式雷姆仪的能量响应好于双层布置。铅层加在内层厚度为0.4 cm时,雷姆仪的能量响应曲线与ICRP推荐的标准曲线符合较好。

HTR-10燃料装卸控制系统的改进

黄鹏, 胡守印, 梁锡华

2008, 29(3): 81-84,118.

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摘要:
为满足10 MW高温气冷试验堆(HTR-10)长期运行的要求,对燃料装卸控制系统进行了改进。利用OMRON C200HS可编程控制器,完成了系统自动化流程的设计;在保留操作台结合模拟屏进行监控的基础上,使用FIX6.15组态软件,实现了监控方式的数字化。本次改进有效地提高了燃料装卸系统的工作效率和安全性。

核电站数字化仪表控制系统的电磁兼容性验证与应用设计

黄文君, 于浩洋, 敖春波

2008, 29(3): 85-88,107.

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摘要:
针对核电行业数字化仪表控制系统的发展情况,介绍了核电站数字化仪表控制系统电磁兼容性指标、验证方法与应用设计。分析了核电环境下仪表控制系统的电磁干扰结构,并根据工业应用要求提出了电磁兼容性试验所依据的标准、实施方法和结果判据,再结合应用项目的实例,提出了电磁防护、干扰抑制、电磁屏蔽、故障隔离、容错设计、环境EMC特性改进等综合性措施。从产品设计和工程应用角度,分析了提高数字化仪表控制系统的电磁兼容性的方法。

球体表面强制对流膜态沸腾换热的数值模拟

袁明豪, 杨燕华, 李天舒, 胡志华

2008, 29(3): 89-93.

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摘要:
使用改进后的流体体积法(VOF)追踪汽液自由界面,开发了用于计算带相变的自由界面问题的基于适体坐标的计算流体力学(CFD)程序,对球体表面强制对流膜态沸腾换热进行了数值模拟。将数值模拟结果与实验关联式进行了对比。结果表明,数值计算较好地模拟了球体表面强制对流膜态沸腾的物理过程。

模块式球床反应堆内颗粒流动特性二维数值模拟

李响, 王淑彦, 何玉荣, 张科, 陆慧林

2008, 29(3): 94-98.

摘要(8) PDF(0)

摘要:
采用颗粒离散元方法(PDEM),对模块式球床反应堆内球形燃料元件循环流动的流动特性进行数值模拟,分析了反应堆堆芯内速度场、球体混合情况和球体摩擦系数、壁面摩擦系数对流动特性的影响。计算结果表明,在圆柱结构区域内,颗粒以稳定质量流形式向下移动,颗粒径向偏移很小无混合现象发生;在倒锥形区域,颗粒受器壁结构的影响而向中心会聚流动,颗粒径向偏移增大;颗粒摩擦系数和壁面摩擦系数对颗粒流动的轨迹和滞留时间均有影响,降低摩擦系数有利于均衡燃料球和石墨球的停留时间。

CFD在纵向涡强化两相传热模拟中的应用

黄军, 王海刚, 黄彦平, 马建, 王秋旺

2008, 29(3): 99-103.

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摘要:
利用纵向涡发生器在窄间隙矩形通道内产生的纵向涡可以起到强化传热的作用。运用CFD商业软件CFX10.0对带纵向涡发生器的窄间隙矩形通道内的汽液两相介质进行了模拟计算。结果表明,产生的纵向涡能有效地降低窄间隙矩形通道的边角处热量集中,提高中央主流区流速,进而明显提高加热板上的热流密度;LV也能加强通道内冷热流体交混,起到强化传热的作用。在本文参数范围内,相对于光滑通道而言,带LVG的窄间隙矩形通道在适当增加流动阻力的基础上,能明显提高传热效率。

核电站定期检修项目排程优化

陆强

2008, 29(3): 104-107.

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摘要:
为了提高核电的安全和可用率,从维修成本和设备可用性的角度探讨了获得最佳维修效率的方法。分别从核电站系统分析和设备类型分析等方面,对核电站定期维修项目排程的风险控制、质量控制和成本控制的方法进行了探讨。最后,以大亚湾及岭澳核电站定期维修项目的信息化、系统化的排程优化为例,对优化方法论和知识积累平台建立的方案进行了阐述。

基于小波分析的主冷却剂泵转子故障诊断方法研究

陈志辉, 夏虹, 王涛涛

2008, 29(3): 108-112.

摘要(6) PDF(0)

摘要:
小波分析具有降噪、多尺度分辨的特性,可以对主泵的典型故障进行故障特征提取。利用Simulink对主泵开裂纹、不对中及初始弯曲3个典型故障进行仿真得到振动曲线,并对振动曲线进行小波分析。结果表明,通过小波分析提取出的频谱信号可以有效地提取出故障特征信号。小波分析对于主冷却剂泵转子故障诊断是一种切实可行的方法,具有一定的应用价值和研究意义。

屏蔽混凝土施工技术研究与应用

伍崇明, 丁德馨, 陈良柱, 赵景发, 黎世龙

2008, 29(3): 113-115,123.

摘要(6) PDF(0)

摘要:
对不同密度屏蔽混凝土施工的拌和及运输、浇筑等工序技术进行研究,总结了不同密度的屏蔽混凝土施工技术,密度大于4 000 kg/m³屏蔽混凝土施工技术与普通混凝土施工有较大差异。工程应用实践表明,不同密度的屏蔽混凝土应采用不同的施工技术才能保证屏蔽混凝土密度均匀性和工程质量。

氢化海绵钛粉末制备

李传锋, 尹昌耕, 孙长龙

2008, 29(3): 116-118.

摘要(6) PDF(0)

摘要:
介绍了氢化海绵钛粉末制备的工艺流程,即海绵钛块经过渗氢,得到的氢化海绵钛块在高纯氩气保护的手套箱中用鄂式破碎机破成小于10 mm的颗粒,再用高速破碎机破碎成粉末,用自行研制的机械筛分机对粉末进行筛分,并对粉末的粒度和杂质氧、氮含量进行分析,最后得到合格的粉末,其氢-钛原子比达到1.8～2.1,粉末粒度在74μm以下占98.9%,氧、氮含量分别低于2 500μg/g、150μg/g,年生产能力达到3 t。

下降液膜的阴影成像法研究以及数值图像处理

卢川, 段日强, 姜胜耀

2008, 29(3): 119-123.

摘要(6) PDF(0)

摘要:
下降液膜广泛运用于先进压水堆核电站的安全系统(如AP 1000)和核能海水淡化系统。本文通过阴影成像法技术对下降液膜流动不稳定性进行了实验研究,获得了宽广的下降倾角范围内(β=0°～90°)的液膜扰动波的阴影图片,揭示了重力对于液膜扰动波发展演变的重要影响。运用数值图像处理方法研究了下降液膜扰动波的特性,定量分析了液膜扰动波的发展变化,进一步证明了重力对于扰动波发展演变的重要影响,得到了下降液膜扰动波的4个特征区域,绘制了区域随雷诺数和沿程距离的演化图,揭示了雷诺数对于扰动波区域分布的影响。最后通过频谱分析得到了液膜扰动波的扰动频率,获得了与实验一致的结果。

工程项目管理中费用与进度关联性分析方法

马瀛

2008, 29(3): 124-128.

摘要(7) PDF(0)

摘要:
在总结巴基斯坦恰希玛核电站二期工程实践经验的基础上,分析费用与进度的关联性,建立数学模型,并提出一整套合理、可行的建立并实施的方法。

留言板

2008年第29卷第3期

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2008年 第29卷 第3期

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