核级氦气隔离球阀泄漏模式分析及结构优化

核级氦气隔离球阀是高温气冷堆燃料装卸系统的重要承压设备,需要满足高温、高压和高辐照工况下的高渗透性氦气介质的密封性能,同时需要具备通过球形燃料元件的功能。传统的球阀结构存在氦气工况下的泄漏风险,并且无法满足过球的功能。本文通过特殊结构设计,采用磁力传动器的方案以及阀体与阀盖之间的密封结构设计,将动密封转化为静密封,解决了阀杆处的外泄漏。通过阀座与阀体之间的波纹管焊接密封结构设计,将球阀启闭过程中的阀座处的动密封转化为静密封,解决了阀门的内泄漏。从而使得研制的核级氦气隔离阀能够满足整机泄漏率的要求。

有效介质理论计算He原子在金属钒中的扩散行为

采用有效介质理论,并考虑晶格驰豫的影响计算He原子在金属钒中的嵌入能,通过能量分析推测He原子在金属钒中可能的扩散路径和扩散势垒,计算结果表明,He原子在金属钒bcc结构的四面体间隙位置有能量的最低点,为4.37eV,在八面体间隙位置嵌入能比四面体间隙位置的稍大,He原子在金属钒的bcc结构中最有可能在(100)面内沿着由位置(1,1/4,1/2),(1,1/2,1/2),(1,3/4,1/2)联成的直线(或其等价晶面相应联线)向外扩散。

工质非理想性对非金属低温制冷机性能的影响

当制冷机的制冷温度低于20K时,工质氦的非理想性逐趋明显。本文初步探讨了氦工质的非理想性对非金属制冷机的制冷量和制冷温度的影响,分析了冷(?)由于进气和排气过程压力不平(?)引起的失焓现象,给出了计算公式和计算结果,并且对低温下回热器性能恶化和失焓效应对制冷性能的综合影响进行了扼要讨论。

氦工质替换和压力对土工离心机风阻功率影响分析

温控是土工离心机设计中的关键问题之一,温度超标将严重影响实验的准确性和安全性。当常规散热方式无法满足温控要求时,降低风阻功率成为温控的重要方法,氦气置换空气及降压均能降低风阻功率。本文对ZJU400 g•t离心机进行了仿真,基于雷诺运输方程和CFD模拟结合的方法对降压和氦置换对风阻功率的影响进行了研究。模拟结果显示:(1)常压下空气的模拟风阻功率和实测结果偏差<15%,验证了模拟的可靠性;(2)风阻功率与压力成指数(指数<1)关系;(3)相同压力下氦工质风阻功率约为空气的17%~19%。进一步研究表明风阻功率与有效运动黏度、速度空间分布和压力有关,并得到风阻功率随压力和氦置换变化的主要原因。

中能高浓度氦离子注入对钨微观结构的影响

采用15 keV,剂量1×10^(17)/cm^2,温度为600?C氦离子注入钨,分别以块体钨研究氦离子对钨的表面损伤;以超薄的钨透射电镜样品直接注入氦离子,研究该条件下钨的微观结构变化,以了解氦离子与钨的相互作用过程;采用扫描电子显微镜、聚焦离子束扫描显微镜、透射电子显微镜、高分辨透射电子显微镜等分析手段研究氦离子注入对钨表面显微结构的影响及氦泡在钨微观结构演化中的作用.

氦气透平压气机组合弹性环密封试验研究

氦气透平压气机采用间冷回热方式的闭式循环,因此高低压压气机以及涡轮进排气口处的密封与外层压力壳间就形成了不同压力的腔室,针对其各不同温度和压力的腔室采用组合弹性环密封。为验证组合弹性环的密封效果,设计了密封试验器和与机组上的组合弹性环完全一致的密封试验件,并在密封试验台上分别采用氦气工质和空气工质进行了试验对比。试验结果表明,组合弹性环具有良好的密封效果,在低压压气机出口/进口、高压压气机出口/进口以及高压压气机出口/涡轮出口3处密封的泄漏分别占设计流量的0.0322‰、0.1035‰0、.1282‰,与空气介质相比,当封前压力为0.6~1.0 MPa时,氦气的泄漏约为空气泄漏的2倍,当封前压力较低时（0.1~0.2 MPa）,氦气与空气的泄漏比较接近。

多口分子泵中检口位置对氦质谱检漏仪性能的影响研究

在氦质谱检漏技术中,多口复合分子泵通过接入不同的抽气口可以适应不同的检漏需求,这拓宽了传统分子泵的应用范围。抽气口的位置影响分子泵的抽气能力,而分子泵的抽气能力决定检漏仪的性能,本文基于分子泵抽气基本理论,建立了多口复合分子泵计算模型,在分子泵牵引级选取不同位置设置中检阀的抽气口,并结合质谱仪实际使用情况对抽气特性进行研究,分析了中检口位置对氦质谱检漏仪性能的影响,得到了不同检漏工况下的最优开口位置,为检漏用多口复合分子泵结构优化设计提供了理论依据。结果表明,在牵引级选择高度为15~20mm处设立中检阀,既可以获得较优的检测性能又可以保证质谱室的许可压力,以及较宽的工作压力范围。

分流叶片长度和周向位置对氦氙离心压气机性能的影响

为了研究分流叶片对氦氙混合工质离心压气机性能的影响规律,通过数值模拟计算的方法开展了不同分流叶片长度和周向位置的氦氙混合工质离心压气机的流场和特性研究,给出了分流叶片长度和周向位置的最佳设计方案。研究结果表明:分流叶片的长度和周向位置对压气机的性能影响显著,过短的分流叶片不能起到改善流场的作用,过长的分流叶片会造成较大的摩擦损失,过于靠近压力面和吸力面的叶片不能有效抑制间隙泄漏涡的掺混和扩散;使氦氙混合工质离心压气机的效率最佳的分流叶片位置为l=70%,θ=40%,此时压气机的压比为2.502,效率为91.67%。