新阶段下高校学生基层党组织建设发展模式探究——以华北电力大学核科学与工程学院本科生党支部为例

高校学生基层党组织是培养中国特色社会主义事业合格建设者和可靠接班人,培养高质量大学生的组织保证。党的十八大以来,以习近平为总书记的党中央深入开展基层党建工作,高度重视高校基层党组织建设和学生党员的发展。本文阐述了新背景下高校学生基层党组织的重要性,针对在发展制度、培养模式、思想建设和工作制度上存在的一系列问题,提出合理化的规划和建议,探究学生基层党组织的发展模式。

传承发扬“核工业精神” 铸就核电“大国工程”——华北电力大学核电厂系统与设备课程思政育人探索与实践

华北电力大学针对核工程与核技术、辐射防护与核安全专业学生开设的专业必修基础课程——核电厂系统与设备,具有基础性、引领性作用。该课程在教授学生核电厂系统与设备入门知识的同时,也在课程思政融入专业教学方面进行了探索。一方面,以我国“核工业精神”为主线,进行课程思政案例挖掘,将我国核工业的历史及发展现状与课程思政理念相结合,实现立德树人的思政教育目标;另一方面,基于“大国工程”为蓝图的核电技术发展历史、现状与前景,融合“两弹一艇”“华龙一号”“国和一号”和第四代先进核能技术等重大型号研发成就,传承并发扬核工业精神,铸就大国工匠精神,引导学生紧跟世界科技前沿,激发学生学习核专业的热情,激励学生积极投身核工业,树立为国家建功立业的伟大情怀。

以科技竞赛为载体的理工科院校实践教育探析——以华北电力大学为例

随着社会对实践型人才需求的增长,实践教育作为一种新兴的教育模式,在提升大学生的实践创新能力方面发挥着积极作用,对于理工科院校而言,实践教育的开展尤为重要,在众多的实践教育方式中,科技竞赛在培养理工科大学生实践创新能力方面效果显著,已成为实践教育开展的载体与平台。目前,理工科院校在科技竞赛开展方面已取得成效,但仍存在诸多问题,需要从"了解"、"参与"及"成果转化"三个科技竞赛的过程中寻找解决问题的对策,进而实现提升大学生实践创新能力的目的。

试论高校办公室的科学化管理

高校办公室是高校行政系统的中心,是高校的综合管理机构,工作内容多、范围广,在高校行政系统中占据着不可替代的地位,并发挥着重要作用。高校办公室管理的科学化需要从两方面来考虑,不仅要注重组织的科学化,同时也要注意办公室工作人员素质的不断提高。

案例教学法在核工程相关课程中的应用——以核燃料包壳教学为例

核电厂结构设计是核工程专业的一门必修课程。如何在有限的教学时间内增加学生对学习本课程的兴趣,提高本课程的教学质量成为了一个重要问题。文章简要介绍了案例教学法在我院核电厂结构设计课程中的应用,重点讨论了核燃料包壳教学。

微型反应堆高速撞击下核临界安全的初步分析

微型反应堆可作为月球表面动力、航天器动力等用于太空探索,反应堆发射前需要对发射事故的影响进行安全分析。反应堆高空坠落并撞击到混凝土是主要的临界安全分析场景,高速撞击后反应堆可能重返临界。本文以两种简化的反应堆模型高速撞击场景为例,利用连续介质力学有限元程序ABAQUS与粒子输运蒙特卡罗程序耦合,完成了纯燃料堆芯垂直撞击地面和带径向反射层和屏蔽层圆柱堆30°倾角撞击地面的模拟,预测了两种场景反应堆高速撞击下keff随时间变化的物理特性。结果表明:纯燃料反应堆垂直撞击地面的keff增加最高可达1000×10^(-5),而具有反射层和屏蔽层反应堆30°倾角撞击地面的keff增加最高为200×10^(-5)。均匀密度变化条件下,采用表面非结构网格与内部非结构网格的蒙卡程序的计算结果符合较好,内部非结构网格能够更真实地捕捉材料的非均匀密度变化效应。本文的研究为微型反应堆高速撞击下的临界安全研究奠定了重要基础。

钠液面高度对氩气空间耦合传热特性影响的实验研究

锥顶盖作为快堆主容器重要的压力边界之一,其结构的完整性对快堆的安全运行至关重要。锥顶盖结构完整性与其温度载荷密切相关,而温度载荷受氩气空间自然对流与辐射耦合传热特性影响显著,有必要开展深入研究。基于钠液面上部氩气空间传热特性实验台架,开展了氩气空间传热特性实验研究,测量了锥顶盖、氩气空间和主泵支承的温度分布,阐明钠液面高度对传热特性的影响。实验结果表明,随着钠液面高度的增加,锥顶盖和氩气空间的温度随之升高,而且在高钠温时现象更加明显。此外,钠液面高度对主泵支承的温度分布和周向温差影响微弱。通过开展氩气空间钠液面高度对传热规律的影响研究,可为建立实验装置与原型反应堆之间的温度映射关系提供参考。

池式钠冷快堆复杂空间内流动与传热特性三维数值模拟研究综述

钠冷快堆是第四代先进核能系统的重要堆型之一。池式钠冷快堆安全裕量大,但结构较为复杂,其堆内一回路循环流动呈多尺度、复杂空间、多路径、三维流动等特点,给池式钠冷快堆计算与实验带来一定困难。近年来,计算流体力学(CFD)的快速发展为解决上述问题提供了重要技术路径,本文对池式钠冷快堆复杂空间内流动与传热特性三维数值模拟研究进行综述。对于全堆一体化整体计算,获取池式钠冷快堆典型对称/非对称工况下的三维温度场分布及关键热工参数瞬态变化,评价其余热排出能力;对于局部部件或区域精细化计算,获取局部三维流动与传热特征参数,也为全堆一体化计算提供关键输入。相关研究为池式钠冷快堆安全稳定运行及设计优化提供重要支撑。

基于“一维系统+三维CFD”耦合方法的快堆非能动余热排出系统自然循环特性的数值模拟

池式快堆采用了新型非能动堆内直接余热排出(DRACS)方式,提升了快堆的安全性。目前针对池式快堆自然循环开展的数值模拟研究中,系统程序难以准确预测池内复杂自然循环路径,难以准确模拟池内三维热工水力现象,如果采用三维CFD计算建模及网格划分难度较高,且所需计算资源较大。为此本文开发了“一维系统+三维CFD”耦合方法,用于快堆非能动余热排出系统自然循环特性计算分析。利用日本大型钠回路实验台架(PLANDTL)DRACS自然循环模式对该耦合方法进行验证,稳态工况关键位置参数相对误差小于3%,瞬态工况关键位置参数与实验值变化趋势吻合较好,相对误差小于10%,验证了该耦合方法的适用性和准确性。利用该耦合方法,开展了中国实验快堆(CEFR)自然循环及余热排出特性计算分析,识别了池内自然循环流动路径,揭示了池内温度分层以及盒间流现象。本文方法可为大型钠冷快堆自然循环三维瞬态特性分析提供重要数值方法。

基于评价核数据库的多群协方差处理程序CovarXS的开发与验证

核数据的不确定度已成为反应堆物理计算结果不确定度的主要来源,而不确定度计算需要的核截面协方差数据处理软件强烈依赖于国外相关计算软件,目前国内对核数据协方差信息处理软件鲜有报道,且对其处理方法和理论研究不多,为此,本文深入研究多群协方差信息处理理论,在自主开发的先进核截面处理程序AXSP中开发了多群协方差处理模块CovarXS,基于ENDF/B-Ⅶ.1评价核数据库制作了33群协方差数据库,通过与NJOY2016中的ERRORR模块计算结果对比,产生的相对协方差数据的相对误差小于1.0%,验证了CovarXS模块开发的正确性。在此基础上,利用制作的33群协方差矩阵对MOX燃料钠冷快堆BN-600基准题进行了分析,对影响系统keff的不确定性最大的核素及其截面进行了分析。基于CovarXS模块和ERRORR计算得到的不同核素对keff的不确定度贡献的相对误差小于0.893%,由此说明CovarXS模块处理得到的多群协方差数据库精度与ERRORR模块生成的多群协方差数据库的精度相当。

基于cosRMC的同位素电池屏蔽计算研究

热电式同位素电池系统作为一种新型能源系统,在深空、深海探测任务中有广泛应用。钛酸锶热源中的放射性同位素90 Sr和90 Y会发射β射线,β射线与物质作用产生韧致辐射,韧致辐射具有很强的穿透力,需要为热源安装屏蔽层,以降低辐射剂量。当屏蔽层厚度超过一定值后,蒙特卡罗方法计算结果的统计误差显著增大,采用减方差技术可以提高热电式同位素电池屏蔽计算的准确性。同时,直接电子输运模拟耗时很长,可以通过厚靶韧致辐射模型处理电子产生的光子,从而提高计算效率。本文开展了cosRMC程序的减方差技术和厚靶韧致辐射模型在同位素电池屏蔽计算中的应用研究与验证,基于美国SNAP-21结构的设计方案,采用cosRMC程序对同位素电池进行了精细建模,通过改变外屏蔽层厚度分析其对表面剂量率的影响,并与MCNP结果进行比较。结果表明,在电池径向和轴向使用不同厚度的屏蔽层,cosRMC与MCNP计算的贫铀屏蔽层表面的剂量率的相对误差在±3σ区间内符合良好。采用栅元重要性减方差后,两程序统计误差均减小,且在电池径向5 cm处和轴向4 cm处,结果在±3σ区间内符合良好,进一步验证了cosRMC程序进行热电式同位素电池屏蔽计算的准确性。

热辐射特征参数对快堆锥形顶盖空间换热特性影响的研究

池式钠冷快堆的钠池内充满高温液态钠,其上方覆盖有氩气,高温液态钠主要通过辐射换热及对流换热的方式向快堆主容器上部结构及氩气空间传递热量,其换热特性及其影响因素十分复杂。辐射发射率及液态钠蒸发形成的气溶胶层对主容器上部结构的热工水力特性会造成一定影响。因此,为保证主容器上部结构在不同温度载荷下的安全性与稳定性,十分必要获取不同辐射发射率及不同气溶胶层分布下的温度分布。本研究建立大型池式钠冷快堆主容器上部锥形顶盖空间(以下简称“锥顶盖”)数值计算模型,开展数值模拟计算,得到不同发射率及气溶胶层厚度影响下锥顶盖的温度场。研究结果表明,发射率越高,锥顶盖斜肩及氩气空间温度越高;当气溶胶层存在于靠近钠液面的高度范围时(0~0.2 m),增加其厚度可使氩气空间局部温度升高,但对锥顶盖斜肩温度影响有限。发射率增高53%,则辐射换热量增加31.47%,格拉晓夫数(Gr)减少19.29%,辐射换热效果增强,自然对流效果减弱;气溶胶层高度由0增加到0~0.1 m时,对辐射换热量的吸收增加22.68%,格拉晓夫数(Gr)减少19.29%,气溶胶层高度由0~0.1 m增加到0~0.2 m时,透过气溶胶层的辐射换热量减少了0.04%,格拉晓夫数(Gr)增加了0.9%,辐射换热效果减弱,自然对流效果加强。

结合源偏倚和权窗的蒙特卡罗全局减方差方法

全局计数问题在反应堆pin-by-pin模型蒙特卡罗模拟和多物理耦合计算中动态粒子输运蒙特卡罗模拟等重大研究领域中都有广泛的应用场景.大量的全局减方差算法研究立足于全局计数误差分布的展平,由此提高全局计数的整体效率.本工作针对两种高效全局减方差算法,即均匀计数密度算法(属于源偏倚算法的一种)和权窗算法的结合展开研究,提出利用均匀计数密度算法的偏倚因子调整权窗下限,由此实现两种算法的有机结合.基于Hoogenboom-Martin压水堆全堆基准题中开展了一系列对比测试,验证了混合全局减方差算法更优于单一权窗算法或均匀计数密度算法,尤其是在降低最大误差方面.同时,基于新的指标,验证了均匀计数密度算法较经典的均匀裂变源算法具有更好的表现.研究结果表明,本文提出的混合全局减方差算法能高效求解全局计数问题,进一步促进了相关领域的研究.

液态金属堆内小长径比同轴双层薄壁结构的流固耦合试验研究

池式液态金属堆的主容器与热屏之间具有狭窄的流体间隙,该结构属于含窄缝间隙的小长径比同轴双层柔性壳体。窄缝间隙中流体与结构之间相互作用产生的流固耦合效应在抗震分析时必须加以考虑。现有研究主要针对长径比较大和流体间隙相对较大的圆柱壳体,对于小长径比和极小流体间隙的同轴柔性壳体研究较为缺乏。本文参考液态金属反应堆的结构设计了三种不同尺寸的窄缝间隙,开展窄缝间隙条件小长径比同轴双层壳体模型的振动试验,测量结构在不同间隙尺寸下的加速度,得到模态频率和主要振型。然后,使用有限元法进行模态分析,通过与试验结果的对比,验证了有限元法的准确性。最后,计算出不同间隙尺寸下模型的附加质量;且随着间隙尺寸的减小,模型附加质量随之增大。本研究可为类似的含窄缝小长径比同轴双层柔性壳体结构的抗震设计提供数据支持,对于液态金属堆的抗震分析具有重要意义。

基于Cholesky分解法的LHS放射性废物处置场安全不确定性分析

放射性废物处置是一项与国土环境、公众安全、核工业健康以及可持续发展有关的重大问题。安全全过程系统分析是保障放射性废物处置设施从选址、建设、运行到关闭后安全性的重要手段,不确定性分析是其中重要一环。环境变化、人员行为等事前无法控制的外部因素都将对放射性废物处置设施的安全产生重大影响,需要对其进行不确定性评估。在放射性废物处置库的不确定性分析中,参数不确定性分析的计算过程相较于常见的蒙特卡罗模拟的运用场景,其涉及输入的随机参数多、运用模型庞杂,势必需求更小的抽样样本以减少运算时间、提高抽样效率。拉丁超立方抽样(LHS)是不确定性分析中常用的方法,但该方法应用于多维抽样时由于排序质量较低,使得小样本条件下的相关性要求不能得到满足。本文采用Cholesky分解法对拉丁超立方抽样过程中的排列构造过程进行了改进,通过对排列矩阵各行向量进行解耦,以最小化其各维度间的相关性。此改进方案显著降低了拉丁超立方抽样对样本相关性的影响,加速了计算结果的收敛速度。在本文的使用场景下,改进后的抽样方法只需要使用改进前所需样本规模的1/10,提高了计算效率。

LN函数核截面隐式敏感性系数计算方法

许多新型反应堆由于能谱较硬,核数据引起的不确定度已成为反应堆物理设计主要不确定度的来源。之前针对快能谱反应堆的不确定度分析主要集中在显式敏感性系数计算及不确定度分析,对隐式效应的分析较少,很少对隐式效应的影响给出分析。本文在深入研究反应堆截面处理方法的基础上,提出了一种新的基于本底截面迭代方法的截面隐式敏感性效应分析方法,由于该截面隐式敏感性系数计算主要与LN函数相关,因此也称为LN函数隐式敏感性计算方法。并利用基准题对新方法计算的截面隐式效应进行了分析,证明了方法的正确性。针对提出的五核素快谱基准题,采用多群截面计算,在共振自屏效应强烈的能群,部分核截面敏感性系数隐式效应修正最大可达50%,针对少群截面,对于大多数反应道,考虑隐式效应后计算得到的k eff相对敏感性系数和不确定度计算精度均有明显提高,但有部分反应道可能是由于Bondarenko方法和窄共振近似本身问题,导致敏感性系数和不确定度精度改善不明显。

快堆堆芯三操作头模型出口冷却剂温度振荡流固传递特性实验研究

来自堆芯不同通道的冷却剂存在温度差异,当其在堆芯上腔室混合后将产生流体温度振荡,从而会引发周围固体结构的温度振荡。长时间的温度振荡会导致结构的高周疲劳破坏,影响快堆安全运行。针对温度振荡的研究,多为流体的温度振荡,对于流固热耦合的研究相对较少。本文通过数值模拟计算,确定了三组操作头组合三叶梅花导流筒的实验装置,以水代替钠作为工质开展了堆芯出口温度振荡实验研究,并获得了温度振荡从流体到固体的传递特性。结果表明:流体在冷热操作头交界区域温度振荡比较强烈,在近操作头处冷热流体产生剧烈温度振荡,向中心测量柱底壁面逐渐衰减;固体温度振荡主要发生在壁面附近比较薄的区域,在40 K温差和0.3 m/s流速工况下,温度振荡传递到固体内2.5 mm处几乎消失;基于实验结果,修正了已有的温度振荡衰减经验公式,预测精度在±5.7%以内。

计及相似日的VMD-FE-LSTM光伏出力组合预测模型研究

针对光伏出力的随机性和波动性导致预测精度偏低的问题,构建一套融合相似日理论、变分模态分解法、模糊熵计算方法和深度学习算法的光伏出力组合预测模型。在运用灰色关联分析法确定影响光伏出力的关键气象因素和使用综合相似距离法选定待预测日的历史相似日的基础上,利用模糊熵对变分模态分解的光伏出力分量进行重组,得到若干规律性较强的新序列;然后,分别构建各重组序列的长短期记忆神经网络预测模型;最终,对重组序列的预测值进行求和得到预测结果。该组合模型在云南某光伏电站的应用结果表明,对比其他模型,所提出的组合预测模型精度更高,具有很好的应用前景。

小型压水堆屏蔽泵的屏蔽套涡损计算方法及应用

屏蔽泵是小型压水堆一回路的核心设备,对整个反应堆的安全性与经济性有重要影响。屏蔽泵解决了轴封泵的泄漏问题,但屏蔽套使屏蔽泵的电涡流损耗更大,且热量难以带出,因此计算屏蔽套的电涡流损耗对屏蔽泵的设计和分析十分重要。常用屏蔽泵屏蔽套涡流损耗计算经验公式是基于两极千瓦级屏蔽泵提出和修正的,对于百千瓦级小型压水堆屏蔽泵计算偏差较大,有必要对其开展研究。文章首先针对常用屏蔽泵电机屏蔽套的电涡流损耗开展有限元计算,与实验结果对比,验证了有限元计算方法的精确性;其次,在考虑小型压水堆屏蔽泵特殊设计结构对屏蔽套电涡流损耗影响的基础上,修正了经验公式,使其适用于百千瓦级小型压水堆屏蔽泵;最后,基于修正后的经验公式提出了半有限元-经验公式结合算法的初步设计算法,应用于某小型压水堆屏蔽泵的结构设计。该方法使屏蔽电机的初步设计更加便捷。

15-15Ti ODS奥氏体钢晶粒组织与纳米粒子的透射电镜表征

15-15Ti奥氏体不锈钢由于其优异的耐腐蚀性能和高温力学性能成为钠冷快堆包壳的候选材料,其高温力学性能和抗辐照肿胀能力可以通过氧化物弥散强化(ODS)进行增强。本工作对通过机械合金化以及锻造工艺制备的15-15Ti ODS奥氏体钢和作为参比材料的15-15Ti奥氏体钢的微观结构进行研究,对ODS钢中氧化物颗粒的分布以及强化机制有了较为深入的认识。研究发现氧化物弥散粒子分布总体均匀但有成团聚集倾向。Y-Zr-O粒子的平均粒径为(9.97±0.04) nm,平均粒距为(17.25±0.68) nm,数密度约为4.49×10^(22)m^(-3)。在透射电镜明场像下观察到ODS样品中氧化物颗粒对位错的钉扎作用。扫描透射(STEM)结合能谱分析显示ODS样品中有两种氧化物,分别为占比较少的Al_(2)O_(3)以及占比较多的Y_(4)Zr_(3)O_(12)。高分辨电镜表征发现第二相粒子与基体之间出现共格或半共格界面的迹象,并且少数粒子周围出现非晶化界面。