水压与动载耦合作用下高铁隧底结构裂损机理分析

高速铁路隧道底部结构隆起变形开裂是多方面影响因素叠加作用的结果。综合利用扩展有限元方法、流固耦合理论和现场实测结果,采用激振力荷载拟合函数施加于轨面模拟列车振动荷载作用效果,分析在水压和列车动荷载耦合作用下的高铁隧道底部结构不协调变形机理,揭示水压与动荷载作用下隧道底部结构的变形特征与水压力变化规律。研究结果表明:在既有隧底结构型式与排水条件下,水压变化是隧道底部结构变形与开裂的诱发原因,列车动荷载导致的裂缝水压交替变化是隧道底部结构持续性隆起裂损的间接原因。隧道底部结构开裂一般首先发生在仰拱填充层中央排水沟处,然后在轨道板、仰拱填充层与衬砌仰拱结构存在刚度差异的各交界面上出现裂缝。高速列车动荷载周期性的上下振动与水压力耦合作用下隧道底部结构界面和各裂缝过水处产生超静水压力,其周期性抽吸变化将对裂缝产生水力压裂效应,加剧隧道底部结构的裂损。高水压高铁隧道底部结构隆起开裂的整治措施应综合考虑泄水降压、裂缝封堵以及底部多层结构体系的层间锚固。

核电厂运行阶段安全文化评价指标体系研究

为培育良好的核电厂运行阶段安全文化,通过分析核电厂运行特征,总结已有的核安全文化评价指标体系和评价模型,构建核电厂运行阶段安全文化评价指标体系,划分为价值观、行为、系统和环境4个层次,并细分出13个二级指标和61个三级指标;在此基础上,考虑到指标之间的非独立性和可能存在的相互影响关系,提出一种基于决策试验和评价实验法(DEMATEL)以及网络层次分析法(ANP)相结合的综合方法,确定指标体系的权重。结果表明:该方法结合调研数据,可得到核安全文化评价指标权重,并甄别出改善核安全文化的关键在于决策层的安全意识、以身作则等指标,为核电厂运行阶段安全文化的培育提供指导。

边界层参数化方案对FLEXPART-WRF耦合影响的数值模拟研究--以某核电站为例

核电站发生事故时放射性核素释放到大气中会对周围环境造成污染。为揭示核事故下放射性核素在大气中的扩散规律,将中尺度气象模式WRF与拉格朗日粒子扩散模式FLEXPART相耦合,以某核电站为例,采用WRF中的3种典型边界层参数化方案(YSU、MYNN2.5、ACM2)对一次台风过程期间的放射性物质扩散进行了虚拟算例模拟,分析了参数化方案对耦合模型FLEXPART-WRF模拟结果的影响。结果表明:3组参数化方案的风场模拟结果均与观测数据吻合较好,浓度和湿沉降扩散结果基本反映了模拟区域的流场和降水特征;扩散速度受不同边界层方案气象模拟结果的影响,ACM2方案的扩散速度最快,分别较MYNN2.5和YSU快3~16h;3组方案的湿沉降值均先快速增大后趋于稳定,峰值以ACM2最大,MYNN2.5居中,YSU最小,数值相继差约1.0E+6 pg/m^(2)。耦合模型可用于评价核事故下气载放射性核素扩散对环境的影响,进而综合各边界层参数化方案的模拟结果开展防护行动。

核安保相关理论研究与实践探索

为进一步完善国家核材料监管体系,夯实中国核安保事业发展基础,同时,也为国际社会防范核恐怖主义和“一带一路”中核能领域国际合作提供有效的中国核安保方案,开展核安保相关理论的研究和实践探索。通过分析核安保本质目标和核心关注点,提出建立国家层面和核设施层面的核安保防线的架构,并具体说明架构内容。结果表明:国家核安保工作应该确保国家监管范围内的核材料在其全生命周期内均处于受控和受保护的条件下。国家层面的核安保工作应从源头、过程、后果3个管控阶段加强对核材料的安全监管。核设施层面的核安保工作是国家核材料安全监管工作实施层面的具体管控手段,其核心目的应该是防范核恐怖主义威胁。

基于BP神经网络的核事故源项反演方法研究

为减轻核事故对公众的危害,提高事故后果评价和决策的可靠性,利用Matlab建立基于BP神经网络的单核素碘-131源项反演的神经网络模型。采用国际辐射评价系统(InterRAS)产生的5 300组数据对模型进行训练。用200组测试数据对模型进行验证。训练好的网络计算输出时间较短,输出源项与实际源项符合较好,平均相对误差低于2.3%。结果表明:神经网络隐含层数及隐含层节点数对模型训练效果有较大影响,当使用双隐含层且2个隐含层的节点数分别为30和20时,网络模型训练能快速收敛,训练相对误差低于4%。

基于三维GIS的火电厂应急救援决策支持系统研究

针对火电站事故灾害的应急救援工作、电厂应急预案制定的现状,提出基于三维GIS的火电厂应急救援决策支持系统,对火电厂区及周边环境进行虚拟现实仿真,实现对基础地图数据、应急资源数据、重大危险源及其相关属性数据的系统科学管理,以Web方式提供信息查询服务,实现重大危险源周边的三维仿真显示,预测事故影响及其后果,提供最佳路径及救援方案。该研究为火电站及有关部门实施远程应急救援决策提供科学依据。

垂直管道中锆粉云火焰传播速度特性及锆颗粒群燃烧模型

在粉尘云瞬态火焰实验系统上开展实验研究,揭示了垂直管道中锆金属云的火焰传播速度特性并建立了垂直管道中向上运动的锆颗粒群燃烧模型.研究结果表明,锆颗粒的燃烧产物二氧化锆颗粒具有单斜和四方两种晶相.管道中的锆粉云浓度高低可根据火焰锋面形状进行初始判断.垂直管道中锆粉云的最大火焰传播速度随锆粉云浓度的增加先增大后减小,这是由于管道中富燃料燃烧缺氧和未燃颗粒吸收体系热能而造成.锆粉云浓度为0.625kg/m3时,管道中出现最快火焰的传播速度可达39.7m/s.在锆颗粒群燃烧模型中将颗粒燃烧过程分为4个阶段.从宏观现象和微观机理上对锆粉云在垂直管道中的火焰传播过程进行了表征.

关于我国能源安全稳定供应的思考

简要介绍了中国的能源供求现状,指出中国能源的两大特征:①煤炭消费为主;②人均消费低、能源利用率低。笔者强调,中国能源对外依存增大,已成为能源输入国;提出逐步调整以煤为主的能源结构,实现能源替代,构建优质化、多元化的能源结构的策略;着重从5个方面进行调整———重点解决石油供不应求的能源结构性矛盾、加强煤炭资源的清洁和优质开发利用、发展以利用洁净煤技术为基础的电力工业、提高核电的比例、加强新能源和可再生能源的开发利用,确保我国能源的安全稳定供应和可持续发展。

高放废物处置库黏土围岩温度-渗流-应力耦合数值分析

深地质高放射性废物处置库运营过程中,围岩通常处在复杂的温度-渗流-应力多场共同影响的地质环境中,在温度-渗流-应力耦合作用下,合理地确定高放废物处置库硐室间距范围对处置库设计和长期安全稳定性评价尤为重要。基于国内外研究资料,针对塔木素预选区高放废物处置库黏土围岩,使用FLAC3D有限差分软件模拟计算了4种不同的硐室间距,并通过对围岩温度场、渗流场、应力场和变形场进行对比分析,对高放废物处置库硐室间距进行了优化。结果表明:在温度-渗流-应力三场耦合作用下,高放废物处置库黏土围岩相邻硐室间距最优设计值为10~12 m;当硐室间距小于10 m时,废物罐中心温度峰值超过了最高温度设计值100℃,当硐室间距大于12 m时,相邻硐室间的影响逐渐减弱,温度峰值逐渐趋近于单硐室。研究结果可为我国高放废物处置库黏土围岩硐室间距优化设计提供参考依据。

核电厂抗震裕量评估方法研究综述

为分析核电厂抗震裕量评估(SMA)方法的研究现状,简要介绍SMA方法的研究背景与发展历程,详细论述3种核电厂SMA方法、裕量的含义、审查级地震的确定、巡查/走访的内容、保守确定性失效裕量(CDFM)和地震易损性分析方法、系统分析方法和高置信度低失效概率(HCLPF)值的基本内容和研究进展。分析表明:核电厂SMA方法较保守,需要基于可靠度等理论进行优化改进;国内亟需深入开展SMA方法研究,确定审查级地震(RLE),建立数据库,制定相关规范,建立核电厂合理模型,并培养相关人才。

发电设备可靠性研究现状与发展

通过对国内外发电设备可靠性研究的分析,提出了我国发电设备可靠性研究大体经历了可靠性指标统计分析、传统可靠性模型分析以及电力市场下可靠性分析3个阶段。在比较各阶段研究特点的基础上,指出了建立发电设备可靠性成本与可靠性效益之间的平衡,设定反映二者关系的新的可靠性指标是电力市场下发电设备可靠性研究的新特点。笔者认为,所提出了数据挖掘技术,是发电设备可靠性管理实现实时化、智能化与预测化的一种有效方法。

日本福岛核事故分析与思考

回顾日本福岛核事故及其影响,介绍核电站的组成和基本工作原理。在此基础上,分析此次核事故的主要原因,包括地震和海啸造成直接原因和人为因素引起的间接原因,进而提出核能利用和核电站安全方面的一些思考。

中国能源安全问题探讨及对策研究

剖析能源安全概念和内涵,分析中国能源安全的严峻形势,指出供给不足、能源结构以煤为主、石油过度依赖进口、能源消费导致的环境污染等问题。针对中国目前的能源安全问题,笔者提出应对措施,具体有4方面对策:提高能源效率、改变我国能源结构;能源进口多元化;建立蛛网式能源供应战略通道,实施石油储备战略;促进环境保护和环境改进。认为只有将能源供应、经济竞争力和环境质量作为国家能源安全的3个基本要素,才可能实现中国的能源安全和可持续发展。

核电厂主控室数字化对人执行状态评估任务影响

核电厂主控室进行数字化变革后,操纵员执行状态评估任务的方式发生了巨大变化。为了有效地识别及评估数字化对状态评估的潜在影响,以知觉/循环、资源限制等认知理论为基础,以贝叶斯概率网络为工具,建立状态评估可靠度的影响因素模型。定性分析这些因素对状态评估任务的影响机制,并定量比较它们的影响程度。分析结果表明,界面管理任务和任务负荷变迁,对状态评估的影响最为显著。需采取针对性的措施,优先处理这些人因问题,以最大限度地提高数字化核电厂的安全水平。

中国核电站安全性建设研究

2011年福岛核电事故引起了社会各界对核电安全性的广泛关注,各国均采取积极应对措施。文章首先介绍国内外核电与核电站发展状况,阐述核电站安全性问题,探讨核电站安全建设的必要性。进而,分析中国核电安全性发展建设的约束因素和驱动因素,并指出主导我国核电站发展的约束性因素有技术、核原料的安全性等,驱动因素为能源结构和节能减排压力。最后,文章提出了中国核电安全性建设的建议。

核事故环境紧急响应的风险研究

核电站必备的核安全应急响应行动计划只适用于针对小事故的场内应急和场外应急,随着一系列严重影响环境的超大级别核事故的接连发生,许多政府和学者越来越重视启动核事故环境紧急响应行动计划。本文针对核事故环境应急响应(EER)重要学术概念和关键技术进行了讨论,并对其数值模拟计算出现的难点问题进行了介绍,重点研究了各国专家在数值模拟这一学术领域的分歧,以更清楚地明确如何进行风险管理。最后,以1999年日本Tokaimura核电站事故的数值模拟为例,对核事故环境紧急响应的风险进行了研究,结果表明:核事故环境紧急响应存在的一个重要风险,即不同数值模拟预测结果出现分歧时的决策风险。

核安全是生态文明建设的重要屏障

核安全作为一种纯粹公共产品,是国家安全的重要组成部分,是环境保护的重要领域。生态文明建设就是弘扬以绿色、循环和低碳为特征的经济社会建设,美丽中国是生态文明建设重要内容、价值追求和考核指标。核能的开发利用代表了能源优质化方向,对于经济社会可持续发展具有积极促进作用,而环境保护是生态文明建设的主阵地,加强核安全监管对于保障核安全具有现实意义,核安全必然成为生态文明建设的重要屏障。

核电厂严重事故人员可靠性分析研究现状与展望

福岛事故缓解过程中暴露出的较多人因问题,使得核电厂严重事故场景下的人员可靠性逐渐成为研究热点。为分析国内外核电厂严重事故人员可靠性的研究现状,探究后续的研究方向,本文基于文献调研、核电厂走访、专家访谈等方法,阐述了开展核电厂严重事故下人员可靠性分析研究的必要性,从国内外核电厂严重事故管理、HRA方法、严重事故人员可靠性研究等3个方面对核电厂严重事故人员可靠性分析的研究现状进行评述,指出国内外针对核电厂严重事故场景的HRA方法研究还处于初步阶段,并题出未来的研究工作应从应急人员行为模型、人员失误因果模型、人因数据的收集和规范化等方面开展。

一种基于GIS的地下洞室群风网解算可视化研究

为了实现地下洞室群火灾网络模拟的可视化,利用地理信息系统及C#语言研究开发了一种风网解算系统。该系统能实现通风网络图的绘制及自动编号、解算及显示火灾烟气可能蔓延的区域,并可为相关部门制定火灾应急救援预案时提供支持。

关于汽门关闭时间、特性及严密性试验的探讨

对汽轮机汽门关闭时间、关闭特性及汽门严密性试验进行了分析,指出在机组每次大修后,仅仅测量主汽门和调节汽门发出跳闸指令遮断直至完全关闭的时间是不够的,还应重点测量OPC主开关跳闸回路序列的动作时间,检查其快速性和可靠性,并使之成为一个例行试验;进行汽门严密性试验时,应全面考虑主汽门试验后的结束方式,确保先关闭调节汽门,再开启主汽门,否则可能造成转速飞升。