基于缩比实验模型的快堆主容器内氩气空间传热特性数值研究

池式钠冷快堆主容器内钠液面上方覆盖有氩气,钠液面通过多种传热方式相互耦合,不断向堆容器上部结构传递热量。为了对上部结构进行温度载荷下的强度分析,有必要开展氩气空间传热特性研究。一方面,国内外针对锥顶盖氩气空间传热特性开展了较多的数值模拟研究,但大多缺乏实验验证。另一方面,虽有少量针对氩气空间的换热特性实验研究,但由于测量技术的制约,仅能获得关键部件的温度分布,难以获得其流动特性,因此对氩气空间复杂的传热特性和传热机理有待进一步研究。本文基于快堆钠液面和氩气空间换热特性缩比实验,开展氩气空间热工水力特性数值模拟,通过与实验结果对比,验证了数值方法的有效性,并在此基础上,对其温度分布及流动特性进行详细研究。研究结果表明:在不同工况下,氩气空间内温度分布总体对称,由于径向热屏蔽的存在,其上部窄流道区域温度明显低于下部氩气大空间温度;径向热屏蔽与底部钠液面间的氩气大空间内,由于瑞利(Ra)数较高,自然对流现象强烈,换热效果较强,在靠近底部钠液面处形成局部涡流,而径向热屏蔽外部窄流道区域内由于Ra数较小,自然对流较弱,主要依靠热辐射和导热进行传热。

CFR600泵支承氩气空间部分三维传热数值模拟

利用流体力学软件Fluent对中国示范快堆(CFR600)氩气空间及相关结构部件进行稳态共轭传热计算,验证分析泵支承结构位于氩气空间部分的热工设计。模拟结果显示,原型设计方案泵支承结构位于氩气空间部分周向温度分布有较大温度梯度,泵支承结构靠近主容器支承径侧温度明显高于远离支承径侧,改进的结构设计减小了泵支承周向的温度梯度,为优化泵支承结构设计提供了技术支撑。

基于相似理论的快堆氩气空间温度场实验研究

本文在实验装置上研究了池式快堆主容器内氩气空间温度分布特性。实验结果表明,气体温度在封闭空间中间大部分区域维持一个相对恒定的温度,这是封闭空间内液面自然对流换热的固有特点。根据实验结果分析,提出了氩气空间高度和主容器冷却系统设计应统筹考虑的设计思想,可用于优化池快堆主容器肩部设计,对大型快堆主容器冷却系统优化设计具有参考意义。

由氩气窒息事故看密闭空间作业的防护对策

通过对上海某特钢有限公司发生的一起氩气窒息事故,以及国内其他几起同类事故的比较分析,阐述了避免密闭空间氩气作业环境职业病危害的防护措施。

氩流体扩散行为的分子动力学模拟研究

采用分子动力学模拟技术(MD),利用L-J势能模型,研究了非受限空间和受限空间中,氩流体的扩散行为。考察了非受限空间中截断半径、粒子数、温度和受限空间中能量系数、狭缝宽度及温度等对氩流体自扩散系数的影响。模拟结果表明,在非受限空间中,氩流体的自扩散系数随温度升高而逐渐增大,其随温度的变化规律符合Arrhenius方程。在受限空间中,随着能量系数的增大和狭缝宽度的减小,氩流体自扩散系数逐渐减小;温度对氩流体自扩散系数的影响规律与非受限空间的类似。在相同温度下,受限空间氩流体的自扩散系数比非受限空间的要低。

示范快堆主容器内氩气空间数值模拟

为了得到示范快堆主容器氩气空间内各类支承表面的温度场情况,通过流体力学软件FLUENT,应用低雷诺数湍流模型和DO辐射模型对正常运行工况下示范快堆氩气空间进行了数值模拟,给出了氩气空间整体的流场,泵支承、中间热交换器支承和独立热交换器支承处的温度场、流场情况,并对结果进行了分析。本工作的计算结果将为示范快堆氩气空间的设计提供依据,为相应的实验预研提供参考。

快中子增殖反应堆主壳覆盖气体天空中自然对流的数值研究

本文建立了快堆氩气天空中自然对流换热的数学模型，在容器内边界面的处理上考虑了辐射换热的影响。借助ＳＩＭＰＬＥ上方法对上述边值问题进行了数值分析，所得结论与实验结果相符。

CFR600乏组件转换桶内氩气空间三维传热数值模拟

利用商业计算流体力学程序STAR-CCM+,对中国示范快堆(CFR600)乏组件转换桶内的氩气空间及相关结构部件进行数值模拟计算,验证分析正常工况和事故工况下的预埋件的热工设计。研究结果表明,正常工况下预埋件的温度峰值满足设计限值要求,但预埋件的温度分布存在一定程度的不均匀性,并且当发生事故工况时温度分布的差异性明显增大。钠液面通过辐射换热和对流换热共同对设备构件产生影响,其中辐射换热起主要作用。对于钠液面辐射换热的主要决定因素为钠液面的发射率。本工作为乏组件转换桶的正常运行及安全分析提供了技术准备。

核电站大口径不锈钢薄壁管在役焊接质量控制

不锈钢薄壁管道广泛用于核电站辅助管道系统,是在役核电维修中的重要项目,其焊接质量直接影响核电的运行质量。在役核电站维修中对于大口径不锈钢薄壁管道的焊接存在充氩困难、管道变形、根部氧化等问题。重点论述了通过氩气室的选择和效果验证、使用合适的管道组对方法和采用合适的焊接方法和工艺参数,以及焊接过程中的关键点验证,能够确保大口径不锈钢薄壁管的焊接质量,并在中广核多个电站机组大修中得到应用,具有良好的适用性。

Simulation of ion beam extraction and focusing system

The characteristics of ion beam extraction and focused to a volume as small as possible were investigated with the aid of computer code SIMION 3D version 7. This has been used to evaluate the extraction characteristics （accel-decel system） to generate an ion beam with low beam emittance and high brightness. The simulation process can provide a good study for optimizing the extraction and focusing system of the ion beam without any losses and transported to the required target. Also, a study of a simulation model for the extraction system of the ion source was used to describe the possible plasma boundary curvatures during the ion extraction that may be affected by the change in an extraction potential with a constant plasma density meniscus.