SPRR-300反应堆生物屏蔽层剂量场三维仿真

反应堆生物屏蔽层的拆除是反应堆退役阶段的重要任务之一,生物屏蔽层辐射场的数字化可为反应堆退役中的辐射防护和废物管理提供重要信息。本文通过构建三维辐射场计算模型,采用粒子输运计算程序(MCNP)获得了SPRR-300反应堆生物屏蔽层三维辐射剂量场;运用3Dmax、Pro/E等建模工具建立了生物屏蔽层剂量场三维仿真场景和模型,直观地展示了生物屏蔽层活度状况和剂量分布,实现放射性水平分布可视化。

基于三维生物膜电极的难生化有机化工废水处理研究进展

近年来,难降解有机化工污染物在自然水体中被广泛检出,对水生态环境和人体健康构成了严重威胁。生物膜电极技术因具备环境友好、去除效率高、适用范围广等优点,在难降解污染物处理领域应用前景日渐广阔。对此,介绍了三维生物膜电极(3D-BERs)反应器构建方法,阐述了三维生物膜电极对有机污染物的降解机理,分析了电化学催化氧化与电活性微生物(EAMs)的协同降解作用,从电子迁移强化角度解析了污染物强化降解机制,并概述了3D-BERs的构建方法与运行参数对反应器效率的影响。本文系统综述了3D-BERs在难生化有机化工废水处理领域中的应用与优势,提出了三维生物膜电极技术的发展前景和今后研究工作的重点方向,为难生化有机化工废水的高效处理提供新思路与技术选择。

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。

铁基软磁材料电抗器噪声特性

铁基软磁复合材料具有高磁导率、高磁感应强度、低铁损的特性,研究该材料为铁心的电抗器的振动噪声特性对电抗器减振降噪设计具有重要意义。文中基于有限元仿真模型,通过磁场-结构-声学多物理场耦合,对正常运行条件下电抗器的振动与噪声分布进行计算分析,并搭建电抗器噪声测量系统,分别测量硅钢铁心、混合铁心和铁基软磁铁心电抗器的噪声信号,进行试验验证。结果表明:混合铁心和铁基软磁铁心电抗器噪声明显低于硅钢铁心电抗器,混合铁心电抗器受电流变化影响最小。仿真数据显示,硅钢铁心电抗器磁致伸缩与麦克斯韦力噪声比值为1.15,磁致伸缩占比最大。铁基软磁铁心电抗器噪声小的主要原因是磁致伸缩效应小至可以忽略。

五格式净粪池与三格式化粪池处理农村生活污水效果及成本对比

针对三格式化粪池(TcST)出水COD及氮、磷浓度高,直排或溢流造成当地局部水体污染或黑臭的问题,构建了等容积五格式净粪池(FcPTR),并以实际生活污水为处理对象,对比研究2种反应器的运行特性和单位污染物去除成本。结果表明:FcPTR连续运行120 d,出水COD平均值为74 mg/L,TN、NH_(4)^(+)-N、TP平均浓度分别为26、20、1.6 mg/L,在我国进水水质相似的农村地区使用时,可满足11个省(区、市)发布的农村生活污水处理设施水污染排放地方标准二级水质要求。厌氧折流区、好氧区填料与污泥上变形菌门(Proteobacteria)的生长代谢促进了含氮和含磷物质的去除。相比于TcST,FcPTR明显增强了系统对有机物的降解和脱氮除磷效果,提高了系统的抗冲击负荷能力。经成本核算,在设计容积和运行场景相同时运行10年,FcPTR削减1 kg COD、1 kgNH_(4)^(+)-N的成本均比TcST降低19.8%。

淤浆法聚乙烯装置反应釜中产物的特性

在中国石油兰州石化公司17万t/a高密度聚乙烯装置上,采用三釜串联淤浆法生产工艺生产聚乙烯,利用扫描电子显微镜、凝胶色谱仪、差示扫描量热仪等表征方法,考察了3台反应釜中产物的粒径分布、相对分子质量分布、熔融-结晶性能等特性。结果表明:3台反应釜中产物的组分均呈不规则颗粒状,相对分子质量分布曲线均为单峰;第2、第3反应釜中的产物粒径分布趋于集中,相对分子质量分布较宽;第1、第2、第3反应釜中产物的熔融曲线和结晶曲线均只有1个峰,共聚单体的引入会降低共聚物的结晶能力。

邻近三相电抗器的电缆线路接地线电流计算

某500 kV变电站内电缆线路距邻近单台电抗器铺设距离满足国网五通要求,然而近年来此电缆线路两端的铠装层接地线电流值出现异常增大并引起异常发热。文中针对此问题建立了电缆线路铠装层及邻近三相电抗器电磁场模型,采用有限元数值计算方法,进行了基于场—路耦合的三相电抗器漏磁场对电缆线路接地线电流异常的分析。接地线电流计算结果与实测结果接近,验证了仿真模型及方法的正确性,并在此基础上,讨论了电抗器相数、电缆铺设距离和电缆埋地深度对电缆铠装层接地线电流的影响,为变电站内三相电抗器周围电缆的铺设提供理论指导。

三维电极反应器电吸附深度处理含砷废水

水环境中砷的深度处理对减少环境污染和确保人类健康至关重要。自制了三维电极反应器,以活性炭颗粒为粒子电极材料,采用电吸附和物理/化学吸附联合模式实现As(Ⅴ)的深度处理。经优化后,As(Ⅴ)浓度可从0.5 mg/L降至0.032 mg/L,且均以H_(2)AsO_(4)-形式存在,无As(Ⅲ),表明不存在氧化还原反应。动力学研究发现,电吸附过程可分为三步:从溶液到电极材料表面的液膜扩散过程、从电极材料表面到内部孔隙的内扩散过程和电吸附接近平衡状态。为验证该工艺的循环性能,开展了电吸附-电脱附工艺研究,发现经过8次循环后,出水浓度仍仅为0.098 mg/L(低于0.1 mg/L的标准限值),实现了含砷废水的高效深度处理,但去除效率需提升、吸附后材料的处理仍需改进。

浮动式反应堆事故多舱室三维流动对气溶胶重力沉降影响的数值模拟

基于计算流体力学方法对浮动式反应堆破口事故在静态流场及三维流动情况下的气溶胶重力沉降进行仿真分析,可得到如下结论:多舱室的气溶胶输运受热工水力影响,在由堆舱输运至机舱时被水蒸气裹挟主要分布在机舱上部,不均匀性使机舱内重力去除效率逐渐增加。静态下的CFD重力沉降计算结果与集总参数法计算误差在20%之内,但静态下重力沉降高度不断下降,不能假设均匀分布。三维流场的湍流效应会增加重力沉降速率,对于大粒径颗粒来说,主导作用依然是重力沉降,然而小粒径颗粒的主导作用变为湍流沉积,同时沉降特征曲线由线性分布变为指数分布。

高效厌氧反应器与三相分离器改进研究

为改善厌氧反应器跑泥及处理效率低的情况,分析其问题产生的原因,通过实践经验,采取使用小间距的三项分离器,提高污水在厌氧罐内的上升流速,并采用封闭罐体的措施,解决了目前存在的问题,改善了厌氧反应器的跑泥问题,提高了厌氧反应器的处理效率。

液态金属快堆螺旋管蒸汽发生器一、二次侧耦合传热数值研究

螺旋管蒸汽发生器是液态金属快堆中能量传递的核心设备,其运行的稳定性、安全性对核电站的运行有至关重要的影响。为此,本文构建了液态金属快堆螺旋管蒸汽发生器一次侧、二次侧耦合传热的三维数值模型,分别基于经济合作与发展组织核能署(The Organisation for Economic Co-operation and Development,OECD/NEA)物性手册和美国国家标准与技术研究院(National Institute of Standards and Technology,NIST)数据库建立液态金属和水-水蒸气变物性计算关联式,采用Lee相变模型计算二次侧水-水蒸气蒸发过程中两相间的质量传递。基于实验数据,分别对本文模型一次侧传热以及二次侧传热的计算可靠性进行了验证。最后以铅铋快堆为例,研究了不同一次侧进口参数下蒸汽发生器一、二次侧之间的耦合传热特性,并与传统水冷堆进行了对比。结果表明:在同等条件下,相比于传统水冷堆,一次侧采用铅铋液态金属时,一、二次侧之间的壁面热流密度明显提升,热流密度峰值可达1439.97 kW·m^(-2),比水冷堆相应数值提升5~6倍,这导致二次侧管内气相蒸发过程明显加剧,体积含气率急剧上升;同时,一、二次侧之间的沿程热流密度分布更加不均匀,沿程热流密度分布相对偏差值比水冷堆相应数值增大3~4倍。随着一次侧进口铅铋温度从350℃增大到450℃,一、二次侧之间的壁面热流密度随之增大,对应的热流密度峰值从950.7 kW·m^(-2)增大到1439.97 kW·m^(-2),提升约1.5倍,同时一、二次侧之间的沿程热流密度分布更加不均匀,不均匀度增大20%。

锰氧化物负载活性炭颗粒电极的制备及其对甲基橙的降解性能

颗粒电极的性质对于三维电化学反应器的运行效果至关重要。为了提高颗粒电极的催化活性,本实验通过浸渍-煅烧法制备了负载锰氧化的颗粒活性炭(MnOx/GAC),并将其作为催化颗粒电极构建三维电化学反应器处理含甲基橙的模拟染料废水。通过单因素实验考察了制备条件对MnOx/GAC电催化降解甲基橙的影响。结果表明:MnO_(x)/GAC中Mn的价态包含+2、+3和+4价,在浸渍溶液Mn2+质量分数2.4%、煅烧温度600℃、煅烧时间2 h条件下制得的颗粒电极对甲基橙降解性能良好且性质稳定;经240 min处理后,甲基橙去除率达到98.5%;循环使用4次后,染料去除率无明显下降。

五格式净粪池(FcPTR)启动特性研究

针对三格式化粪池(TcST)出水不达标的问题,构建了一种与TcST容积相等的五格式净粪池(FcPTR),开展FcPTR与TcST处理实际生活污水的启动特性对比研究。结果表明,第13天[水力停留时间(HRT)为80 h],FcPTR和TcST对CODCr的去除率分别降至44%和31%。第46天,通过降低HRT至36 h,FcPTR和TcST对CODCr的去除率分别升至86%和61%;FcPTR厌氧折流1区p H普遍大于厌氧折流2区,FcPTR厌氧区酸碱比为0.12~0.20,表明FcPTR具有较好的产酸产甲烷相分离特性。通过扫描电镜图分析FcPTR中填料挂膜和污泥生长情况,结果表明在第46天填料挂膜成功,污泥中微生物主要以短杆菌和球状菌为主。FcPTR相对于TcST具有较好的处理效果,CODCr出水达到GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准。

三维生物电化学法提高污染物去除效能的研究进展

通过对三维生物膜电化学系统的特性进行剖析,总结出该系统具有提高氧化功能的羟基自由基水平、加速电子传递效能、增加降解功能微生物群落富集和活性的能力。通过剖析该系统对污染物高效去除的机理,从反应器构建的工艺参数(电极材料、反应器结构以及电极形状)方面提出了优化方案,对比了系统运行条件对污染物去除性能的影响,并评价其经济性能,最后提出了三维生物膜电化学法未来的发展方向。

全谱系中子学计算程序FSAR的研发进展及其共振方法初步验证

为满足覆盖广域中子能量范围的先进反应堆研发需求,中国核动力研究设计院开发了先进反应堆全谱系中子学计算程序FSAR。FSAR程序是基于确定论两步法计算策略、由二维截面生成计算程序和三维堆芯计算程序组成的中子学计算程序。二维截面生成程序采用超细群条件下的子群方法进行共振自屏效应处理,在共振计算中嵌入特征线方法求解慢化方程以获得精确的共振自屏截面。在截面生成计算中采用特征线方法求解二维组件的中子通量密度,从而获得少群均匀化截面。全谱系先进反应堆中子能量跨度大,不同的中子平均自由程导致了全堆芯局部非均匀性和全局空间耦合效应强烈。为更好地处理上述效应,截面生成计算中采用了超均匀化方法和泄漏修正模型进行均匀化截面修正。堆芯计算程序采用离散纵标法进行三维中子输运计算,采用微观燃耗计算方法模拟堆内全寿期内各核素的消耗和累积。本文采用快谱、中间能谱及热谱条件下的计算问题对FSAR程序共振计算方法进行了初步验证。计算结果表明,对于不同能谱条件下的测试问题,FSAR程序均能够获得与参考解符合较好的有效共振截面,具备良好的全中子能谱共振效应处理能力。

基于耦合电抗的并网逆变器并联系统环流分析

大功率单机光伏并网逆变器通常采用三相三磁柱式耦合电抗器以降低整机成本并提高系统功率密度,然而三相磁路耦合会使得三相系统的零序回路特性与3个单相电抗器构成的系统存在明显差异,并对并联系统的零序环流产生很大影响。基于三相三磁柱式耦合电抗器的磁路结构和相应的电感电压方程,建立了考虑三相磁路耦合特性的三相T型新能源并网三电平逆变器零序环流模型,分析了三相三磁柱式耦合电抗器的使用以及三电平逆变器自身控制的复杂性导致零序环流发生变化的机理,指出了现有三相三磁柱式耦合电抗器对T型三电平逆变器并联系统,尤其是多台逆变器分时启停、无功功率突变等环节存在过流并损害功率开关管的安全隐患,最后通过系统仿真与并联样机实验充分验证了理论分析的正确性和有效性。

最优插值法在堆芯三维功率分布重构中的应用

最优插值法能够综合程序功率分布计算值和探测器功率分布测量值,获取更加接近真实的堆芯功率分布。采用最优插值法重构堆芯三维功率分布的工作开展甚少。以60万千瓦级压水堆核电厂堆芯为研究对象,建立堆芯三维功率分布计算模型,结合节块功率分布计算值与部分节块功率分布测量值,采用最优插值法重构堆芯功率分布。计算结果表明:三维功率分布重构值比程序计算值更加接近实际功率分布。

塑料粒子电极对电催化降解硝态氮增强作用的试验研究

以塑料为基体负载催化剂制备了塑料粒子电极,与Ti/RuSn阳极构建三维电催化反应器来增强硝态氮电催化降解的效果,并对塑料粒子电极进行了XRD、SEM表征。研究结果表明:塑料粒子电极表面负载了石墨烯、Ru-Sn双金属催化剂,与氯离子、Ti/RuSn阳极一起,协同促进了硝态氮阴极还原中间产物向氮气的转化,提高了总氮的去除率,自由基淬灭试验证明了自由基的存在与作用;当硝态氮的质量浓度为300 mg/L,粒子投加量为41.52 g/L,氯化钠投加量为0.1 g/L,反应时间为2.5 h时,三维电催化过程对硝态氮和总氮的去除率分别为75.92%和70.08%,相比二维电催化反应器,其去除率分别提高了39.73%和45.39%,塑料粒子电极对硝态氮的电催化降解有一定的增强作用。

聚丙烯环管反应器流场分析前处理及求解阶段的研究概述

首先通过运用AUTOCAD、ANSYS等软件,分别对聚丙烯环管反应器进行了二维工程图的建立、三维模型的建立以及网格划分。最后在数学模型的建立与边界条件的设定后,我们通过运用流体力学软件对三维模型进行求解计算。

Fe-Cu-C颗粒耦合三维电芬顿反应器高效降解对硝基苯酚

通过一步热解工艺使用金属-树脂前驱体制备出具有双功能的铁-铜-炭黑(Fe-Cu-C)颗粒,并将其填充在三维电芬顿反应器中降解对硝基苯酚(p-NP)。在电场作用下Fe-Cu-C颗粒被极化,阳极到阴极流三维电芬顿反应器创造了一个局部酸性区域,促进了O_(2)通过2个电子还原生成H_(2)O_(2)同时催化H_(2)O_(2)为·OH的异相芬顿反应。三维电芬顿体系连续运行6 h, p-NP的平均去除效率为88%,平均COD降解效率超过76%,且降解效果稳定。此外,三维电芬顿体系具有抵抗由结垢引起颗粒电极失活的能力,且在较宽的pH范围内具有优异的处理效果,能耗约为0.089 kW·h/g。三维电芬顿体系通过双功能Fe-Cu-C颗粒电极耦合pH自调节的三维电芬顿反应器,实现了·OH的连续生成,用于废水的高效净化。