核动力工程

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设计瞬态和疲劳损伤对反应堆压力容器设计寿命的影响分析

孙英学, 杜娟, 卢岳川

2009, 30(3): 1-3,12.

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摘要:
通过疲劳分析、疲劳裂纹扩展分析和快速断裂力学分析,研究了设计瞬态和疲劳损伤对反应堆压力容器设计寿命的影响。研究结果表明,按60a寿命设计的反应堆压力容器是能够满足RCC-M规范的要求。

反应堆压力容器的密封分析技术

郑连纲, 张丽屏, 杨宇, 臧峰刚

2009, 30(3): 4-6.

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摘要:
反应堆压力容器内的冷却剂具有压力高、温度高、放射性剂量高等主要特点,保证压力容器的密封性能对整个核反应堆系统安全运行至关重要。本文针对密封结构的密封性能分析方法与技术进行了研究,包括螺栓预紧、弹塑性接触、热与结构的耦合分析技术等,完成了反应堆压力容器的三维弹塑性密封分析技术研究,全面地考虑了结构承受的各种载荷,实现了结构接触面之间有摩擦的弹塑性接触和接触传热问题的模拟。该分析方法弥补了专用密封分析程序适用范围狭小以及分析过程的烦琐等不足,较目前通用的二维密封分析技术考虑的因素更加全面。该技术已成功应用于工程设计中的压力容器设计与分析。

核电厂结构地基阻抗函数不同规范采用的计算方法比较分析

侯春林, 李小军, 潘蓉

2009, 30(3): 7-12.

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摘要:
利用两种不同的规范方法,对二代加改进核电机组的安全壳结构进行了包括等效弹簧和阻尼系数的阻抗函数的计算分析。研究了不同阻抗函数计算方法在核电厂结构抗震方面应用引起的差异。在考虑地基土剪切波速、泊松比及地基土密度3种影响因素的情况下,分别探讨了每一个地基参数对两种规范方法计算结果的影响,量化了两种规范分析方法对阻抗函数计算结果的差异,验证了地基土剪切波速是影响阻抗函数的关键因素。

基于功率谱密度函数法的核电厂房增加隔震措施后的楼层反应谱分析

曾奔, 周福霖, 徐忠根

2009, 30(3): 13-16,21.

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摘要:
以压水堆核电站反应堆厂房结构为分析对象,利用功率谱密度函数法(PSDF)建立了楼层反应谱(FRS),研究了在增加隔震装置情况下,土-结构相互作用(SSI)、主次结构耦合作用和次结构阻尼比等因素对FRS计算的影响,定量分析了厂房结构FRS对这几种因素的敏感性。研究结果表明,隔震后FRS峰值下降明显,并且主要出现在隔震频率附近;同时隔震作用、SSI和主次结构耦合作用交叉影响,厂房设计时必需综合考虑这几种作用。

轴向流中板状结构极限环颤振分析的当量线性化法

鲁丽, 杨翊仁

2009, 30(3): 17-21.

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摘要:
研究带立方非线性板状结构在轴向二维粘性流中的响应及极限环颤振。采用Galerkin法将连续系统离散化,应用当量线性化方法初步确定系统发生极限环颤振的流速范围,采用颤振振幅-等效线性刚度-临界流速耦合图判断出系统发生稳定的极限环颤振。数值积分结果表明,当量线性化方法应用于板状结构的极限环颤振分析是正确的。

孔板诱发管道流致振动响应的计算方法

毛庆, 姜乃斌

2009, 30(3): 22-26.

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摘要:
根据孔板诱发流体脉动压力的试验测量结果,利用ANSYS软件的随机振动分析功能对孔板扰流诱发的管道振动响应进行了计算,分析了脉动压力的相关性对管道振动响应的影响。在此基础上,提出了一种简化计算方法,并将其计算结果与详细方法的计算结果进行了对比。结果表明:该简化方法便于操作、计算时间短,计算得到的管道流致振动响应结果满足保守性要求。

动态工况下棒状燃料元件温度场的解析式

周连帮, 姚青生, 韩伟实, 黎浩峰

2009, 30(3): 27-29,34.

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摘要:
基于棒状燃料元件导热微分方程的一般形式,推导了反应堆动态工况下棒状燃料元件温度分布随时间变化的解析表达式。应用该表达式,进行了模拟计算。结果与实际工况的误差在可接受范围内,验证了该解析式的正确性。

西安脉冲堆燃料元件燃耗无损实验测量

张文首, 阿景烨, 陈达, 陈伟, 江新标, 王凯, 常永福

2009, 30(3): 30-34.

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摘要:
介绍了西安脉冲堆燃料元件燃耗测试理论、所用设备及实验方法,重点阐述了燃耗测量中用到的中子/γ自吸收校正、¹³⁷Cs活度校正、探测效率标定等关键技术。对堆芯内两根具有代表性的燃料棒D5、G14开展了燃耗测量,并与理论计算结果进行了比较。结果表明:燃耗测量结果与理论估算值在不确定度范围内一致,该燃耗测试分析系统是可靠、适用的。

压水堆中子脉冲计数率计算与弱源启动分析方法

李同林, 周连帮, 韩伟实

2009, 30(3): 35-37,46.

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摘要:
利用点堆模型推导了弱源反应堆初始中子脉冲计数率的计算公式,探讨了反应堆盲区范围的确定方法。实例应用表明,该方法符合实际状况,对提高物理启动的安全性具有重要使用价值,可以用于反应堆开盖检修、装卸核燃料、燃料元件储存等核活动的临界安全监督之中。

任意几何燃料组件共振自屏计算的Multiband方法

黄伟兵, 吴宏春, 曹良志, 杨伟焱

2009, 30(3): 38-42.

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摘要:
基于多邦方法(Multiband Method)理论模型,推导了多邦参数的计算公式。采用两邦与三邦相结合的方法,基于WIMSD4-69群数据库,编制了可用于任意几何燃料组件共振自屏计算的RESCAL程序。通过数值验证表明,RESCAL程序与MCNP程序的计算结果吻合很好,计算误差满足工程实际要求。由于WIMSD4-69群数据库本身的限制及拟合多邦参数方法的问题,使得RESCAL程序的计算精度受水铀比影响较大。

冷却衰变时间对球床模块式高温气冷堆在线燃耗测量的影响分析

张立国, 尚仁成

2009, 30(3): 43-46.

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摘要:
球床模块式高温气冷堆(HTR-PM)需要对球形燃料元件进行在线燃耗测量,以决定其是否退出燃料循坏。在燃料元件卸出堆芯到达测量位之前,要经过一段时间的冷却与衰变;这段时间对于燃耗测量过程有较大影响。利用同位素燃耗与衰变分析软件KORIGEN和粒子输运模拟计算软件MCNP相结合的方式,分析了燃料元件冷却衰变时间对燃耗测量过程的影响。结果表明,只要采取适当的γ谱分析方法,冷却衰变时间大于50h,就可以满足HTR-PM对燃耗测量系统的要求。

中国核燃料组件数据库的研制

陈彭, 金永利, 吕华权, 陈建新, 张应超

2009, 30(3): 47-50.

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摘要:
以ORACLE数据库系统为开发平台,研制了中国核燃料组件数据库(CNFAD)。CNFAD包含了燃料组件的设计、制造和辐照后检验3个方面的内容。该数据库软件采用Browser Server结构,支持HTTP协议,并利用JAVA接口调用应用服务器上的程序使服务器和客户端机器的资源得到合理和充分利用,完成相对复杂的任务,实现了多用户共享、远程通讯和交流。该数据库可用于录入压水堆燃料组件在设计、制造、运行、辐照后检验等环节的数据,解决了核电站燃料数据过于分散的问题。

304不锈钢非比例多轴时间相关棘轮行为的本构模型研究

阚前华, 史智, 康国政, 张娟

2009, 30(3): 51-55,61.

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摘要:
基于304不锈钢在不同加载速率和不同保持时间下得到的非比例多轴时相关棘轮行为的实验研究结果,在Abdel-Karim-Ohno模型的基础上,建立了一个非比例多轴时间相关循环本构模型。该模型通过在背应力演化律中引入与非比例度相关的静力恢复项,在各向同性硬化律中引入Tanaka非比例度来考虑非比例路径对时间相关棘轮行为的影响。模拟结果与实验结果的比较表明:该本构模型对室温和高温下多轴时间相关棘轮行为的演化规律均能给予较合理的描述。

铀氢化锆元件小型动力堆应用可行性分析

陈炳德, 王连杰, 应诗浩, 张玥, 张琼

2009, 30(3): 56-61.

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摘要:
介绍了铀氢化锆燃料元件的主要性能和特点(尤其是热物理性能和堆内辐照性能),以及将铀氢化锆元件应用于动力堆所完成的一些研究概况。在此基础上,对铀氢化锆元件小型动力堆的技术可行性进行了论证和分析。结果表明:将铀氢化锆元件作为小型动力堆元件在燃料元件方面不存在严重的技术问题;使用细棒铀氢化锆元件的小型动力堆仍有较大的瞬发负温度系数,具有一定的固有安全性。

真空扩散连接CLAM钢接头的微观组织与性能

韩增产, 李京龙, 张赋升, 熊江涛, 李文亚, 黄群英

2009, 30(3): 62-65.

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摘要:
将CLAM钢采用真空扩散连接工艺进行连接后,观察分析采用不同连接温度和保温时间连接的接头微观组织,通过拉剪试验对接头的剪切强度进行评测。结果表明:在合适的连接温度和保温时间下用真空扩散连接的方法可以实现CLAM钢的可靠连接(结合率大于90%),接头剪切强度可达648 MPa。

17-4PH不锈钢盐浴复合氮化处理研究

王均, 熊计, 彭倩, 范洪远, 王莹, 黎桂江, 沈保罗

2009, 30(3): 66-71,110.

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摘要:
对比研究了不同温度下盐浴复合渗氮处理对马氏体不锈钢微观组织的影响及不同处理温度下材料硬度和耐磨性的变化。研究结果表明:盐浴渗氮处理后,17-4PH不锈钢渗氮层中主要物相为含扩展(含氮)马氏体、CrN、Fe₄N以及Fe₃O₄,处理温度越高,不锈钢渗氮层中形成的Fe₃O₄以及CrN含量越多。含氮马氏体的晶格常数随氮化处理温度的提高而上升,该钢在盐浴渗氮中的激活能为190.9kJ/mol。17-4PH不锈钢进行盐浴渗氮处理后,能得到较厚的渗氮层。处理温度越高,渗氮层越厚。渗氮处理后,材料的滑动磨损量大大下降,由未处理状态时的21.1mg降低到580℃盐浴渗氮处理后的1.0mg。

压水堆自然循环比例模化基本方程及相似准则数的研究

卢冬华, 肖泽军, 陈炳德

2009, 30(3): 72-84,94.

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摘要:
在分析压水堆自然循环特性基础上,以漂移流模型作为两相流模型,从独立的单相和两相方程出发,通过无量纲化处理,获得一组相同的无量纲化方程组,从而获得能够适用于单相和两相的相似准则数。同时,对自然循环现象模拟的本质以及准则数的物理含义进行了分析说明,并就模拟初始数值的选择,流动不稳定性模拟、传热及临界热流密度模拟等方面进行了分析。

溶液堆内气-液两相流流动及换热特性数值研究

杨立新, 聂华刚, 宋小明, 牛文华

2009, 30(3): 85-90,130.

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摘要:
在溶液堆台架模型数值模拟研究的基础上,对实际堆结构的堆芯内气-液两相流流动及冷却盘管与堆内溶液间的换热特性进行了数值模拟研究。采用欧拉两相流模型描述堆芯内气-液两相流流动,MUSIG(MUltiple-SIze-Group)模型描述堆芯内气泡尺度分布和相互作用,流-固耦合模型描述溶液与盘管间换热。数值计算得到了堆芯内的温度、速度、气泡组分等分布及冷却盘管的换热效率。数值计算结果表明:在有气泡扰动时堆内温度分布比没有气泡时均匀,冷却盘管可将堆内产生的85%热量带出,与试验测量结果一致。额定功率时,不同气体产生量对于冷却盘管换热影响的研究表明,随着堆内气泡产生量的增加,溶液与冷却盘管之间的换热得到强化。

多孔介质通道内单相流阻力特性数值研究

张震, 刘学强, 闫晓, 肖泽军

2009, 30(3): 91-94.

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摘要:
采用Brinkman-Darcy-Forchheimer模型对各向同性、饱和均匀多孔介质通道内单相流体的绝热流动阻力进行了数值模拟。结果表明:在多孔介质中,对于单相流体压降,现有模型可以较好地进行预测。其中损失系数K_loss对流动阻力影响很大;高雷诺数(Re)下需考虑Re对K_loss的影响;随着无量纲直径D的增大,流动阻力减小。

同位素辐照组件热工水力计算与试验研究

黄洪文, 钱达志, 叶林, 徐显启, 周珊

2009, 30(3): 95-98.

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摘要:
采用数值模拟方法建立了同位素辐照组件的几何模型和数学模型,利用COBRAⅢC/MIT程序计算了同位素辐照组件的热工水力参数,并与试验结果进行了分析比较。计算得出辐照组件表面和中心最高温度分别为66.6℃和72.7℃,小于设计限值80℃;辐照组件热通道最小偏离泡核沸腾比为5.72,大于其设计限值1.5。分析结果证明,同位素辐照组件入堆辐照的热工安全性能满足要求。

核电厂安装和调试期间设备和系统的维护保养

朱建军

2009, 30(3): 99-101.

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摘要:
研究了核电厂安装和调试期间开展设备和系统专业维护保养的必要性,讨论了如何组织核电厂安装和调试期间的设备和系统维护保养,并根据核电厂的特点给出核电厂安装和调试期间设备和系统维护保养技术管理的建议,以保证核电厂投入运行后设备和系统能保持较高的可利用率。

安全级电动隔离阀故障诊断系统的研究与设计

杨国峰, 胡守印, 李智慧

2009, 30(3): 102-106.

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摘要:
采用有功功率法,将转矩测量理论与电气测量理论有机地集合,把对阀门转矩的测量转化为对驱动转动轴的有功功率和转速的测试,不仅能有效地测试出转矩,而且可以同时监测驱动电机工作时的三相电压、电流、功率等,经综合评判给出更合理的诊断。通过模拟阀门的各种故障形式,采集数据并提取分析信号特征,利用模糊聚类法建立故障数据库。通过模式识别分析实时故障,给出辨识结果。试验表明:这种诊断方法简单、有效,对于多种故障模式有很细致的表征。

反应堆互功率谱密度测试系统设计

曾和荣, 韩伟实, 刘耀光, 钱达志, 徐显启, 段世林

2009, 30(3): 107-110.

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摘要:
设计了一种基于PXI-1031高速同步数据采集卡(DAQ)的虚拟仪器硬件测试系统。利用Labview8.5程序设计出了测试系统所需的数据采集和数据处理分析程序。使用Fluke-282任意波形发生器产生两路频率分别为150Hz和270Hz的正弦信号,应用数据处理分析程序完成了两路信号的互功率谱密度计算。仿真试验结果表明,测试系统达到了设计要求。

基于遗传算法的核动力设备实时故障诊断系统

蔡猛, 张大发, 张宇声

2009, 30(3): 111-114,130.

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摘要:
在神经网络故障诊断研究的基础上,将遗传算法引入神经网络优化,并在此基础上设计了核动力设备遗传优化神经网络实时故障诊断系统。测试结果表明,该故障诊断系统能迅速、准确、可靠地诊断出所设故障。

广义非能动系统概念研究

韩旭, 郑明光, 杨燕华

2009, 30(3): 115-118,144.

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摘要:
总结了目前应用于核电领域的非能动技术,通过对其进行分类和分析,阐明了非能动系统的功能特征,提出了非能动系统的本质定义。通过对传统非能动概念的补充和延伸,提出了广义非能动概念;讨论了非能动概念的时空相对性,陈述了广义非能动系统设想及相关研究内容。理想化的广义非能动系统在功能上与传统非能动系统具有等价性;在系统设计上,通过引入子系统分划设计模式,可获得更大的灵活性。

基于组态软件的辐照样品自动传输辅助控制系统

彭翠云, 刘才学, 陈志模, 房成春

2009, 30(3): 119-121,144.

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摘要:
辐照样品自动传输辅助控制系统由工控机作为控制平台,利用数字量输入/输出卡建立系统状态检测与输出控制阵列,采用监视与控制通用系统(MCGS)组态软件实现了对样品传输流程的时序控制、样品传输的跟踪显示、控制系统的操作自动化。结果表明,该辅助控制系统性能稳定、安全、可靠,很好地满足了工业自动化对样品传输的控制要求。

灰色理论在人因失误严重度识别模型中的应用

李鹏程, 张力, 王以群

2009, 30(3): 122-125.

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摘要:
基于失效模式和影响分析的原理,建立一种由人因失误的模式概率、人因失误的影响概率以及人因失误的后果严重度等级3个决策因子确定的人因失误严重度识别模型。针对直接利用该模型进行人因失误严重度识别难以考虑因子权重的缺陷,本文结合灰色关联理论识别特定情境下的人因失误重要度,为确定人因失误重要度排序及原因提供一种新的思路,克服了3个决策因子在实际中的权重分配问题。

基于PSASP的压水堆核电站堆芯建模及仿真研究

施希, 刘涤尘, 吴萍, 赵洁, 熊莉, 张园园, 赵遵廉

2009, 30(3): 126-130.

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摘要:
利用PSASP软件的用户自定义模块功能搭建堆芯模型,分别对堆芯模型在反应性阶跃扰动和冷线温度阶跃扰动下的动态响应过程进行模拟仿真。仿真结果表明,堆芯由于温度效应和中毒效应而具有一定的自稳定性,与实际数据及理论分析吻合,证明该模型真实有效。

银镀层影响裂变偶响应时间的数值计算

范晓强, 卢伟

2009, 30(3): 131-135.

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摘要:
分析了带银镀层裂变偶的传热过程,建立了数学模型,将裂变偶分成了铀球、银镀层和热偶丝3个区域,分别给出了各区域的二维传热方程和初、边值条件,用有限差分法对其进行数学离散,建立了相应的差分格式。使用C语言编制程序,计算得出银镀层引起的响应滞后时间τ=123ns。计算结果表明:镀银不会对裂变偶探测器的响应性能带来明显影响。

形状记忆合金在法兰密封连接中的应用

诸士春, 陆晓峰

2009, 30(3): 136-140.

摘要(4) PDF(0)

摘要:
形状记忆合金的记忆效应和超弹性可以用来补偿法兰密封连接由于蠕变松弛所造成的密封压紧力下降,提高法兰密封连接的可靠性。本文概述了目前国外形状记忆合金在法兰密封连接中的应用研究现状,对Ti-Ni-Pd、Ti-Ni-Hf、Fe-Mn-Si、Cu-Al-Ni和Ni-Al-Mn等合金在法兰连接上的应用前景作了初步探讨。分析认为,将形状记忆合金用于法兰连接中,除了需要考虑法兰密封连接的结构设计外,还需要积累大量基础研究数据,深入研究其记忆效应和母相状态下的压缩回弹特性,从而在对密封压紧力的稳定性和可靠性进行综合考虑后,开发出适用的高性能法兰密封连接。

屏蔽混凝土性能试验

伍崇明, 丁德馨, 张辉赤, 陈良柱, 尹强, 房德彬

2009, 30(3): 141-144.

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摘要:
采用普通硅酸盐水泥及我国生产的粗、细骨料配制屏蔽混凝土试样,用正交设计试验方法和回归分析方法,研究用水量、砂率、水灰比对屏蔽混凝土性能的影响,以及与普通混凝土性能差异。试验表明,抗压强度随水灰比的增大而减小,呈现线性关系,影响最显著;其次是骨料的种类;龄期对屏蔽混凝土密度值影响不明显。各影响因素对屏蔽γ射线的屏蔽混凝土的密度、坍落度和抗压强度的影响及其变化规律,与对屏蔽中子射线的有相似之处。屏蔽混凝土与普通混凝土的力学性能变化规律相同。

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2009年第30卷第3期

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