ITER氦冷固态实验包层模块第一壁氢同位素双向输运数值分析

氦冷固态实验包层模块(HCCB-TBM)安装于国际热核聚变实验堆(ITER)中,用以验证HCCB包层概念的氚增殖能力与热移出能力。HCCB-TBM第一壁用于承受堆芯等离子体粒子轰击和包容内部功能材料。外侧等离子体驱动氘、氚粒子渗透与内侧氢分压驱动渗透的同时存在,形成了第一壁的双向氢同位素输运。此双向输运可能对第一壁外表面再循环系数、包层增殖氚的纯化产生重要影响。基于商业软件COMSOL建立第一壁双向氢同位素输运模型,研究第一壁的氢同位素的输运特征。仿真结果表明:第一壁中的冷却剂流道具有强的氢同位素移出能力,使得双向输运解耦合;在ITER等离子体脉冲周期中,放电过程中已扩散到材料内部的氚在等离子体关停时扩散回流到真空室侧,关停时的回流将降低向冷却剂流道的氚渗透损失。

适应锅炉调峰运行的水冷壁高温腐蚀预测模型

随着可再生能源大规模并网,传统火电机组作为调配能源的地位显著增强,这对锅炉灵活调峰运行的安全稳定性提出了更高要求。本文耦合烟气侧与工质侧传热,结合管壁温计算,形成水冷壁壁温分布耦合计算方法。同时,建立了用于确定还原性气氛下的燃料硫释放以及含硫组分的相互转化过程的SO_(x)生成模型。综合炉膛数值模拟、水冷壁壁温耦合计算以及包含时间维度的管壁高温腐蚀模型,提出了一种适应锅炉调峰运行的水冷壁高温腐蚀预测模型并基于Matlab GUI开发了对应软件。选取一台超临界600MW四角切圆燃煤锅炉为研究对象,结果表明:采用壁温耦合计算模型和SO_(x)生成模型得到水冷壁的壁温分布和近壁面H_(2)S浓度分布准确度高,为水冷壁高温腐蚀的准确预测提供了良好基础。不同负荷下水冷壁高温腐蚀特征存在差异,壁面腐蚀程度整体上随负荷降低而降低。100%BMCR与75%THA负荷下前墙水冷壁燃烧器与SOFA之间的区域腐蚀最为严重,最大年腐蚀深度分别为276μm和233μm;50%THA与35%BMCR负荷下高温腐蚀深度在燃烧器区域的上部迅速增加至最大值,分别为224μm和256μm。多工况运行水冷壁高温腐蚀状态表现为各工况腐蚀状态的时空叠加。运用水冷壁高温腐蚀预测模型可实现通过锅炉运行参数和运行时间预测多工况下水冷壁高温腐蚀状态程度的时空分布。

强化质量安全管理 增强对虾产品出口破壁能力

湛江是国际闻名的对虾养殖大市，年产对虾量约占广东省的40％，全国的18％，全球的6％。从2000年以来，大面积推广养殖南美白对虾这一高产量品种后，对虾产量每年以30％的速度递增，尤其是我国加入WTO后，对虾产品在国际市场逐渐畅销，对虾加工出口企业如雨后春笋般发展起来，从而进一步促进了养虾业的发展，形成了一条包括种苗孵化、养成、流通、加工、出口和与之相关配套的饲料生产、渔业机械、渔用药物、运输业、服务业等多行业的、比较完整的对虾产业链。

钻井利器的故事之“护壁堵漏材料”

近年来,作为入地最为关键手段的钻探所面临的地层越来越复杂,钻孔垮塌、掉块、缩径和超径等事故发生概率增加,严重制约了钻探工程质量与效率的提升。护壁堵漏材料是钻探工程不可或缺的关键性工程材料,护壁堵漏技术则是保证钻进工作安全、快速以及持续进行的重要技术环节,是复杂地层钻孔处理的主要内容。本文从科普的角度介绍了护壁堵漏材料的基本概念与组成、冲洗液护壁堵漏作用、水泥基材料护壁堵漏作用、护壁堵漏材料的进一步发展空间等,以期加深对护壁堵漏材料的认识,促进新型护壁堵漏材料的研发和应用。

强化换热管冷却壁传热分析及结构优化

强化冷却水管的换热,对提高冷却壁的传热性能、延长冷却壁使用寿命有重要意义。利用Fluent数值模拟研究了丁胞管、螺纹管、扭曲椭圆管3种强化换热管对冷却壁换热性能的影响,并对强化换热管结构参数进行了优化,建议丁胞管结构参数设定如下:丁胞纵向间距为40 mm,径向丁胞数为4,丁胞半径为2 mm;螺纹管结构参数设定肋条数为4,肋高为1 mm,肋宽为5~7 mm,导程为25~40 mm;扭曲椭圆管结构参数设定导程不大于100 mm,短长轴之比取0.4~0.6。对比分析实验结果表明:螺纹管和扭曲椭圆管对冷却壁强化换热效果较好,丁胞管较差,扭曲椭圆管可以在水管压力损失较小下实现较好的强化换热效果。

松软煤层大采高工作面煤壁片帮机理及深浅孔交替超前预注浆加固技术研究

目的为探究松软煤层大采高工作面煤壁片帮机理,并对片帮严重的松软煤层大采高工作面煤壁进行有效控制,方法利用材料力学理论得到煤壁片帮的频发位置,引入煤壁剪切破坏准则,得出松软煤体煤壁片帮的主控因素。并以李村煤矿1305工作面为例,通过FLAC3D建立数值模型,以煤壁最大位移、煤体破坏深度、支承压力大小和支承压力峰值位置4个因素作为参考比较对象,通过引入正交试验法,研究了煤层埋深、内摩擦角、黏聚力、抗拉强度以及支护强度对煤壁片帮的影响程度。结果结果表明:煤体自身的物理力学性质(内摩擦角和黏聚力)是影响煤壁片帮的主要因素,其次煤体的赋存条件(埋深)也是一个较为关键的影响因素。结论工业性试验基于正交试验结果提出了大采高综采工作面深浅孔交替超前预注浆加固技术,有效控制了李村煤矿1305工作面煤壁片帮严重情况,为其他类似地质条件大采高综采工作面煤壁片帮控制提供了借鉴。

复杂泥页岩地层井壁稳定钻井液材料研究现状

针对复杂泥页岩地层钻井过程中频繁出现的井壁失稳问题,目前国内外已形成了用于稳定井壁的钻井液技术,包括泥页岩水化抑制技术、地层孔隙封堵技术和化学固壁技术。但以上多种技术均无法抑制泥页岩的表面水化作用,高温条件下快速封堵和化学固壁剂的效果也相当有限,因此井壁失稳问题仍难以解决。系统总结了复杂泥页岩地层井壁稳定钻井液材料的研究工作,通过对井壁稳定钻井液材料研究现状进行分析,阐述了不同钻井液材料包括泥页岩水化抑制剂、封堵剂、化学固壁剂的作用机理,探讨了不同种类井壁稳定材料的优势和缺陷。据此指出开展泥页岩水化基础理论研究、开发高温高盐条件下稳定有效的新型纳米材料、建立能够模拟井下条件的化学固壁剂的评价方法将成为未来复杂泥页岩地层井壁稳定钻井液材料和技术研究的热点和难点。最后对复杂泥页岩地层井壁稳定钻井液技术和材料的发展方向进行了展望。

海相优质烃源岩中硅钙质来源:生物骨壁壳及其碎屑

应用超显微有机岩石学等技术,从生物分子构成及其稳定性的角度,探讨硅质、钙质骨壁壳等生物碎屑与优质烃源岩的关系。常见的具有生物硅及硅质衍生物的生物主要是放射虫等原生动物、海绵动物、硅藻、金藻及某些似鱼鳞藻疑源类等浮游藻类的硅质骨壁壳及其碎屑。在优质烃源岩中能保存下来的生物钙主要来源于浮游有孔虫、翼足虫等动物和颗石藻等浮游藻类或疑源类的钙质骨壁壳及其碎屑。这些生物硅质、钙质骨壁壳碎屑颗粒中常常含有不等量的有机质(果胶或硬蛋白,相当于Ⅲ型有机质),高成熟—过成熟阶段可生成一定量烃气,并可保存于生物结构的原生孔隙中。

腹壁子宫内膜异位症的诊治

腹壁子宫内膜异位症(AWE)是一种罕见类型的盆腔外子宫内膜异位症,大多继发于剖宫产等盆腹腔手术,少数为自发性。AWE可以引起周期性腹痛、腹壁包块、肿胀出血等不适,发生机制主要有种植、内分泌、免疫、遗传和炎症等学说。超声和磁共振等影像学检查在AWE的早期诊断中具有较高价值,目前皮肤镜在AWE诊断中的应用较少,均匀红色色素沉着、活动性出血、红棕色球状结构等是镜下的典型特征。病灶切除术是AWE的标准治疗方案,包括开腹、腹腔镜(多孔或单孔)、机器人辅助腹腔镜等术式,根据病灶的浸润深度推荐不同入路。新型的高强度聚焦超声、经皮冷冻或微波消融等技术用于AWE保守性治疗的有效性和安全性已得到初步证实,未来值得进一步的探索。AWE的整体复发率低,病灶完全切除是预防复发的关键,术后联合使用激素的预防价值存在争议。关于AWE的管理,国内外尚无明确的专家共识和指南,临床上应做到早发现、早治疗和积极预防。

破壁前后灵芝孢子粗多糖含量、结构及单糖组成对比分析

为明确破壁对灵芝孢子粗多糖含量、结构及单糖组成的影响,以灵芝粗多糖提取含量为指标,对灵芝粗多糖的提取工艺进行优化,获得灵芝孢子粗多糖超声辅助水提取的最佳工艺参数为超声温度55℃、超声时间8 h,此工艺条件下从破壁灵芝孢子粉中提取的粗多糖含量为(15.873±0.746)mg/g。采用最佳提取工艺条件提取破壁前后灵芝孢子粗多糖,对比其灵芝孢子粗多糖含量、纯度、DPPH自由基清除率以及单糖组成和多糖结构,结果显示破壁处理后灵芝孢子粗多糖含量提高233.396%,但其纯度下降了19.898%;破壁后灵芝孢子多糖DPPH自由基清除率也有较大提升;破壁处理对灵芝孢子多糖的单糖组成种类没有明显改变,但在单糖含量上存在显著性差异,特别是岩藻糖、半乳糖和甘露糖;红外光谱结果显示破壁前后灵芝孢子粉提取的灵芝孢子粗多糖在结构、组成上无明显差异,均是含有D⁃吡喃葡萄糖环的多糖。

不同壁材对ARA微胶囊理化性质和稳定性的影响

为了筛选更优的壁材包埋花生四烯酸(arachidonic acid, ARA),该研究以ARA为芯材,乳清蛋白(whey protein, W)、乳清蛋白-葡萄糖浆(whey protein-glucose syrup, WG)和乳清蛋白-葡萄糖浆-乳糖(whey protein-glucose syrup-lactose, WGL)为壁材制备微胶囊,并对ARA微胶囊的包埋率、含水率、溶解度、堆积密度、休止角、粒径分布、微观形貌和氧化稳定性及热稳定性进行比较分析。结果表明,WGL的包埋率为98.64%,含水率为2.85%,溶解度为89.83%,堆积密度为0.54 g/mL,休止角为35.87°,粒径分布较均匀,其理化性质优于W和WG;表面结构呈完整球形、结构致密,有利于微胶囊的贮藏;采用碘滴定法测定过氧化值,在25和50℃贮藏条件下WGL的过氧化值分别为19.92和32.75 mmol/kg,均显著低于W和WG(P<0.05),表明WGL具有较高的氧化稳定性;由差示扫描量热法和热重法可知WGL的熔解温度和质量保留率最高分别为107℃和27.55%,表明WGL具有良好的热稳定性。综上,WGL的综合性质优于W和WG,表明WGL对ARA有较好的包埋和保护作用,该研究结果对选择合适的壁材包埋ARA微胶囊具有一定的参考意义。

gprMax干扰消除方法优化隧道壁后空洞成像特征研究

为解决传统探地雷达图像处理方法在检测隧道衬砌钢筋影响下的壁后空洞时,二维模型不能有效描述空洞三维特征,存在计算效率低、计算精度不足的问题,综合运用平均消除法、指数增益法和时间零点校正法,结合雷达信号随双程窗口时间变化的特点,引入分段函数计算步骤,提出gprMax干扰消除方法,并验证该方法在正演模拟结果处理中的可行性。结合工程实际注浆情况和隧道壁后空洞的检测过程,采用基于时域有限差分法的gprMax软件设计隧道壁后注浆空洞的三维模型,采用gprMax干扰消除方法优化图像结果,对不同工况下的正演模拟图像成像特征进行分析。结果表明:1)gprMax干扰消除方法的正演模拟处理结果与室内混凝土板中圆形空洞结构模型试验的实测结果总体一致;2)水平测线中矩形空洞信号特征呈现出“凹”字形,垂直测线中矩形空洞信号特征呈现出类似直达波的特征,由空洞的三维特征图获取数据可计算得到空洞尺寸和埋深信息;3)gprMax干扰消除方法可以有效增强埋深较大处空洞的电磁信号强度。由研究结果可知,gprMax干扰消除方法在提高了隧道壁后空洞检测数据处理效率的同时保证了计算准确性和精度。

大倾角大采高工作面煤壁失稳机理分析

大倾角大采高工作面煤壁灾变易诱使支架-围岩系统失衡,导致围岩稳定性控制复杂化,故煤壁灾变防控对保障工作面安全生产十分关键,而科学化防控技术的前提是明晰煤壁失稳孕育机制,为此采用数值计算及理论分析法展开研究。研究结果表明:大倾角大采高工作面煤壁承压倾向分区异化,下部区域应力集中程度较中部、上部高,集中区范围由下至上减小,垂向中部应力值较低,应力极值及走向位置与回采距具有正相关性,煤壁揭露前后邻域承压环境会突变,且承压态随煤体破坏演变异化,煤体承压结构会由非连续态经压实过渡为类连续状,而后整体移动至阈值后发生破断结构离散化。煤壁前方塑性区随采动作用不同幅度扩展,其稳定性受制于回采距及速度,低速回采、回采距离增加时煤壁稳定性逐步降低,塑性破裂发育区煤体为支承压力等动载、静载主承体,煤壁失稳是支承压力与扰动区内煤体自身抗压性能动态失衡,由运移、变形等承压行为量变诱发煤体结构质变而破断失稳,承压非对称性及多向耦合造成煤壁失稳分区及范围倾向扩展。

主动脉近端破口腔内隔绝术治疗A型主动脉壁内血肿伴心包积液近期效果观察

目的观察腔内隔绝治疗A型主动脉壁内血肿(AIH)伴心包积液的近期效果,探讨A型AIH伴心包积液腔内隔绝治疗策略。方法选取湖南中医药大学第一附属医院2018年2月至2021年11月收治的12例A型AIH伴心包积液患者。所有患者术前升主动脉内膜均完整,主动脉弓部或胸降主动脉近端内膜有破口,均接受腔内隔绝术封闭治疗。4例发病1周内手术,8例保守治疗1周后择期手术,术后随访12个月。结果发病1周内手术患者术后1例恢复顺利,2例术后3个月内出现A型夹层,1例早期死亡;保守治疗1周后手术8例患者均恢复顺利。结论A型AIH伴少至中量心包积液患者经保守治疗减轻升主动脉血肿后,择期行腔内隔绝治疗的效果理想。

排烟口朝向与挡烟垂壁对地铁站台排烟效果的影响

为提高地铁站台的排烟效果,采用数值模拟方法,对地铁站不同排烟口朝向的机械排烟系统排烟效果进行分析,并进一步对比挡烟垂壁高度对排烟效果影响。研究结果表明:排烟口朝向不是影响烟气控制效果的主要因素,顶面排烟的排烟效果最佳,其总排热量是底面排烟的1.32倍,总排烟量是底面排烟的1.19倍;并通过分析3种排烟系统吸入烟气的方式和温度解释排烟效果产生差异的原因;增设挡烟垂壁可起到良好的控烟效果,当挡烟垂壁下沿高度分别降低至3.5,3.0,2.5 m时,顶面排烟,侧面排烟和底面排烟能够将烟气控制在起火防烟分区;挡烟垂壁与机械排烟系统具有协同作用,设置挡烟垂壁可以有效改善排烟效果,因此建议采用排烟管道顶面开口的排烟方式,并可通过设置一定高度的挡烟垂壁提高现有排烟系统的排烟效果。研究结果可为地铁站台排烟系统设计提供参考与借鉴。

自体腘绳肌腱植入手术治疗重度阴道前壁脱垂的中期疗效

目的探讨自体腘绳肌腱植入治疗重度阴道前壁脱垂的安全性和中期疗效。方法本研究为单臂临床试验,2021年5月开始纳入有症状、要求手术治疗的以阴道前壁重度脱垂为主的盆腔器官脱垂(pelvic organ prolapse,POP)患者,经患者充分知情,自愿选择自体腘绳肌腱添加修补,同时行双侧高位骶韧带悬吊。术后随访盆腔器官脱垂定量分度(pelvic organ prolapse quantification,POP-Q)、盆底不适调查表简表评分(Pelvic Floor Distress Inventory-Short Form 20,PFDI-20)、术后满意度评分、患者整体印象改善评分(Patient Global Impression of Improvement,PGI-I)。观察术后取腱侧下肢功能及术后并发症处理、再手术情况。结果取腱手术时间(19.7±8.3)min,盆底手术时间(122.1±37.8)min,术中出血量中位数70 ml(50~400 ml),无术中副损伤和术后病率。12例随访(26.4±2.5)月。Aa、Ba、C术前分别为3(-1~3)、5(2~10)、4(-1~10),术后24个月分别为-3(-3~3)、-3(-3~3)、-6(-6~3),差异有显著性(P<0.05)。12例术前、术后24个月PFDI-20评分分别为88.0(16.7~204.2)、8.3(0~32.3)分,差异有显著性(Z=-2.803,P=0.005);PGI-I问卷11例术后症状明显改善,1例有改善。术后6、24个月满意度评分分别为(4.8±0.4)分和(4.6±0.7)分。1例术后12个月自感阴道脱出物,阴道前壁及顶端脱垂Ⅲ度,复发率8.3%(1/12)。2例分别术后9 d、2周肺栓塞,Clavien-Dindo外科手术并发症分级分别为Ⅱ、Ⅲ级,分别门诊和住院治疗后痊愈。1例阴道顶端局部筋膜暴露,药物治疗好转。所有患者取腱部位切口愈合良好,肌力、下肢活动均正常。无因复发和筋膜条并发症再次手术。结论自体腘绳肌腱植入治疗重度阴道前壁脱垂手术安全,中期疗效满意。术前需向患者宣教下肢锻炼预防静脉血栓并发症。

腹腔镜腹壁切口疝修复术中腹壁功能重建

腹壁切口疝的治疗已从单纯的修补(repair)、加强(reinforcement)向重建(reconstruction)、重塑(restora⁃tion)和再生(regeneration)进展。腹壁切口疝有肌前、肌后、腹膜前、腹腔内等修补层次,均可通过开放或腹腔镜手术来完成。腹腔镜手术主要包括腹腔内补片修补术(IPOM)和微创非腹腔内补片修补术(MINIM)。无论哪种技术,既要遵循腹壁功能重建的原则,又要结合自身的微创特性,才能充分体现其临床价值。腹腔镜腹壁切口疝术中腹壁功能重建的核心可归纳为恢复腹壁解剖结构(Anatomy),保护腹壁生物力学(Biomechanics),维持腹壁顺应性(Compliance),提供机体整体动态活力(Dynamics)。

双源CT双能量虚拟平扫对直肠癌壁外血管侵犯的诊断价值

目的:探讨双源CT双能量虚拟平扫(VNC)对直肠癌壁外血管侵犯(EMVI)的术前诊断价值。方法:选取2019年11月至2021年12月间拟手术治疗的150例直肠癌患者术前行双源CT双能量虚拟平扫,女性64例(42.7%)、男性86例(57.3%),平均年龄为(62.3±11.8)岁。两名高年资影像科医师独立分析术前影像资料(包括ctEMVI情况及有无局部淋巴结浸润和远处转移),判断是否存在术前EMVI。以手术病理结果为金标准,分别评价VNC诊断EMVI的敏感性、特异性、准确性、阳性预测值和阴性预测值并采用受试者操作特征(ROC)曲线下面积评价其诊断效能。结果:150例直肠癌患者中,术后病理证实56例(37.3%)为EMVI阳性,94例(62.7%)为EMVI阴性。医师1对EMVI评价准确性、敏感性、特异性、阳性预测值、阴性预测值分别为86%、80.36%、89.36%、81.82%、88.42%,AUC为0.831(95%CI 0.756~0.905);医师2的准确性、敏感性、特异性、阳性预测值、阴性预测值分别为88.67%、80.36%、93.62%、88.24%、88.89%,AUC为0.870(95%CI 0.802~0.938),医师1与医师2的评估结果一致性较高(k=0.943)。结论:双源CT双能量虚拟平扫对直肠癌EMVI术前评估具有一定的诊断价值。

西山煤田岩溶陷落柱柱壁角特征研究及其意义

【意义】随着采掘向深部延伸,岩溶陷落柱已成为华北煤田矿井开采最隐蔽的致灾地质因素之一。柱壁角是描述陷落柱形态特征的重要指标之一。【方法和结果】以西山煤田上下煤层综采均切割过的265个岩溶陷落柱为数据源,通过分区、统计、函数构建、地质类比,挖掘西山煤田岩溶陷落柱柱壁角中蕴藏的地质信息,获得如下认识:(1)西山煤田陷落柱平均柱壁角为84.29°,超50%的陷落柱柱壁角在85°~90°,平均柱壁角自西北到东南逐渐增大,从82.05°增大到87.57°。(2)西山煤田陷落柱柱壁角与8号煤层揭露的陷落柱面积成反比,依据柱壁角与陷落柱面积大小关系,陷落柱划分为:充分塌陷陷落柱(90°~85°)、次充分塌陷陷落柱(<85°~81°)、不充分塌陷陷落柱(<81°);对应的2号煤层陷落柱面积分别为<556、556~1 700、>1 700 m^(2),等效半径为<13.3、13.3~23.3、>23.3 m;对应的8号煤层陷落柱面积分别为<1 250、1 250~2 750、>2 750 m^(2),半径分别为<20、20~30、>30 m。充分塌陷陷落柱一般发育有柱顶空腔,柱体结构较为松散,可导通顶板裂隙水与柱顶空腔水,以及底板承压奥灰水,是西山煤田导水陷落柱的一种重要类型。【结论】类比地质历史时期降雨量结果显示,具有“北柱南相”的西山煤田岩溶陷落柱,可能形成于气候湿热的古近纪渐新世时期,强烈的岩溶作用吸收了大气中的CO_(2),并锁定在沉积区,可能是导致全球大气CO_(2)含量急剧降低的重要原因。

多冷媒非均质人工冻结壁弹塑性应力分析

【目的】受制冷媒介温度差异以及被冻地层与冻结管距离差异的影响,多冷媒联合双排管冻结壁的非均匀性较为显著,为了合理评价该类冻结壁的安全性,需开展考虑非均质性的多冷媒人工冻结壁弹塑性应力分析。【方法】选取距离1/4管距处的冻结壁作为特征截面,将该截面上的温度分布曲线等效成三段一次函数形式,并将冻结壁视为随温度成线性变化的非均质材料,分别基于4种冻土屈服准则,推导得出多冷媒联合双排管非均质冻结壁弹塑性应力解析表达式。基于该解析表达式,对多冷媒冻结壁的受力特性进行计算,并将该计算结果与均质冻结壁计算得出的结果进行对比。【结果和结论】研究发现:(1)在盐水-二氧化碳联合双排管冻结壁中,径向应力随着相对半径r的增加而上升,环向应力在不同冻结区间(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)表现出不同的变化趋势。(2)基于均质冻结壁计算理论,弹性极限状态的冻结壁的环向应力最大值出现在冻结壁内侧,弹塑性状态的冻结壁的环向应力最大值出现在弹塑性分界面处,塑性极限状态的冻结壁的环向应力最大值出现在冻结壁最外侧;而基于非均质冻结壁计算理论,冻结壁环向应力最大值始终出现在冻结壁分区界线(r=2)处。(3)在考虑非均质特性后,冻结壁的弹性极限承载力降低1.8%,而塑性极限承载力提高8.1%。在弹塑性状态下,对应相同塑性区相对半径,非均质冻结壁具有更高的承载力,且这种现象随着塑性区相对半径的增大而愈发明显。研究成果对富水地层多冷媒联合冻结帷幕的设计具有重要的参考价值。