小型核动力装置抽真空启动过程热力特性及含氧量变化实验研究

在压水堆核动力装置启动阶段采用抽真空的方式对一回路系统进行抽气除氧,可以控制一回路冷却剂含氧量、减缓材料腐蚀并加快启动速度。为研究小型核动力装置一回路系统的抽真空启动特性,设计并搭建了小型核动力装置抽真空启动实验系统,通过实验获得了回路在抽气、注水、建立汽腔及升温升压过程中的温度、压力以及含氧量变化规律。结果表明:对于小型核动力装置,采用抽真空方法可以实现半小时左右完成抽气及注水过程,且回路冷却剂的溶解氧低于0.1×10^(-6)(质量分数);在抽真空过程中达到的真空度越高,启动过程中回路内冷却剂含氧量越低;通过分析启动过程中不同抽真空压力下的回路冷却剂含氧量,发现在水装量较小的核动力装置中,回路中未溶解的氧占有较大比重,需要进一步对氧气溶解的瞬态过程进行分析。

微液膜动力学特性与稳定性实验研究

气-液两相流设备的性能受限于临界热流密度,开展流动微液膜动力学特性及其稳定性的相关研究是深入理解沸腾危机及临界热流密度机理的关键。采用光学玻璃制成的矩形通道作为实验段,使用微流量齿轮泵驱动去离子水,使其在实验通道入口处与在其上部流动的压缩空气接触形成同向流动的分层流。利用共轭光学探测器对流动微液膜的厚度进行了测量,利用高速摄像机对气-液两相分层流波动特性进行了可视化观测。研究表明,在绝热情况下,当液速一定时,液膜的平均厚度随着气速增加而减小,当气速增加到某一阈值时会导致液膜破裂。

基于源活度反演与贝叶斯推断的辐射场重构应用研究

辐射场重构技术可根据探测器在有限位置的剂量探测结果,重构出整个场景的三维辐射场空间分布,可使工作人员掌握更细致的辐射场数据,从而有效提高辐射防护管理水平。文章对源活度反演算法、贝叶斯推断修正法在辐射场重构技术中的应用开展了分析研究,提出了将两种方法结合使用的可行性,并对两种方法在工程场景中的结合使用情况进行了分析展示。研究结果表明,在合理的源项假设以及测点布置的前提下,将源活度反演算法与贝叶斯推断修正法结合使用,能获得符合预期的重构辐射场,可为辐射防护管理水平的进一步提升提供有效支持。

反应堆系统启动排水阀泄漏原因分析及改进

针对反应堆系统启动过程中排水阀频繁动作,存在阀瓣/阀座密封寿命较低问题,应用ANSYS软件分别对刚性密封副和弹性密封副接触压力进行数值分析。结果表明,在相同加载条件下,弹性阀瓣/阀座密封面处的平均密封比压比刚性阀瓣/阀座密封副小,随介质压力的增加,密封面处的密封压力更均匀,具有更好的密封性能。同时分析了阀瓣空隙直径与高度对弹性密封副密封性能的影响,为排水阀阀瓣/阀座密封结构的改进设计提供指导。

适用于反应堆的多物理耦合框架研究

本文对适用于反应堆的多物理耦合框架进行相关介绍,并且对其基本层级结构做进一步描述,指出了发展多物理耦合框架的关键点。

数字化棒控电源柜可靠性设计与分析

随着数字化技术在核电领域的普及,针对棒控电源柜的功能和结构特点,提出了数字化棒控电源柜的可靠性设计与分析方法。结合可靠性设计理念,提出了数字化电源柜的可靠性设计原则。根据棒控棒位系统对电源柜的功能需求,首次提出将电源柜可靠性划分为完全功能可靠性和后备功能可靠性两类,并分别建立可靠性模型。分析核电厂实际运行情况与元器件老化机理,加入利用率系数,对电源柜可靠性模型进行了修正。通过计算对比,证明了修正后的可靠性模型更符合实际运行规律,验证了电源柜可靠性分类的有效性。该研究为棒控电源柜的研发设计以及现场运行维护提供了理论基础,也为数字化仪控设备(特别是核电厂专用仪控设备)的可靠性分析提供了新思路。

改进型单频法绝缘监测装置设计

为保证核反应堆稳压器电加热器运行的可靠性,设计一款在线绝缘监测装置,对稳压器电加热器及其供电系统绝缘状态进行实时监测。为满足宽范围,高精度的绝缘电阻检测需求提出一种改进型单频法,并在Simulink中建立仿真模型对改进型单频注入法原理进行仿真验证,仿真数据表明绝缘电阻在800 kΩ以内时计算误差在±5%以内。在绝缘监测装置中针对改进型单频法设计一个注入源信号采集电路用来提取夹杂在强工频噪声中的注入源信号,并利用现有实验条件搭建在线试验平台对该装置进行整体性能测试,测试表明该装置能够准确测量500 kΩ以内的绝缘电阻误差在±5%以内。

基于改进型双频注入法的绝缘监测装置设计

在理论与实践的基础上,根据IT系统运行特性,采用改进型的双频注入法,设计并制作了在线绝缘监测样机,用于实时在线监测核反应堆稳压器加热系统绝缘状态。并在实验室搭建的试验平台上进行了离线与在线试验,验证了装置能够准确检测500 kΩ范围内绝缘阻值,检测精度在5%以内。

基于MMC并网的光伏系统安稳策略研究

经模块化多电平换流器(MMC)并网的光伏系统,交流侧故障后并网点电压迅速下降,对系统的安稳运行提出了严峻考验。首先阐述了基于MMC并网的光伏系统拓扑结构,分析了MMC的基本运行原理,针对交流侧故障引起并网点电压跌落提出了紧急无功功率支援控制策略,以保障系统的稳定性。最后在PSCAD/EMTDC中搭建了系统模型,在交流侧分别发生单相接地故障与三相短路故障的情况下对系统进行仿真分析,结果表明故障期间采用该控制策略能较好地提升系统的稳定性。

核安全级球阀阀杆石墨填料密封性能试验研究

以球阀为研究对象,选取石墨编织盘根与石墨编织盘根/V型柔性石墨环组合填料两种填料结构,在阀杆填料密封泄漏率及摩擦性能测试试验装置上进行了泄漏率及与阀杆间摩擦力矩测试试验,对比了两种填料结构的泄漏率及与阀杆间的摩擦力矩随阀门启闭动作次数变化,确定了优选方案;进一步,针对优选填料结构,安装至电动球阀,在水介质回路上进行了模拟工况试验验证。试验结果表明:石墨编织盘根与阀杆之间摩擦力矩更小,密封性能更优,可满足核级球阀启闭动作3000次阀杆填料密封无泄漏的要求。

新型管式-池式钠冷快堆设计的失流事故瞬态分析

0引言本文介绍了一种新型的管式-池式钠冷快堆系统,并对该系统的失流事故做了分析计算,对缓冲池内温度分布做了简要计算,对失流事故发生后,缓冲池内出现的热分层现象、整体温度上升现象做了分析。1背景介绍国际上已建成的钠冷快堆系统一回路基本分为两种,池式系统与管式系统。管式系统在日本较为成熟,例如JOYO与MONJU等较著名的钠冷快堆设计都采用这种一回路布置方案[1-2]。管式系统的特征为中间热交换器(IHX)、主循环泵和反应堆堆芯采用分开布置的方案.

数字化反应堆人机交互组态方案递阶层次关系概述

从组态角度研究数字化反应堆人机交互系统的递阶层次关系,如顶层系统(画面)—子系统(画面)—设备(组件)—器件(元素),及每一层次的属性、特征,如字体、色彩、尺寸、动画、数据类型、数据处理、导航等。将现有核动力装置人机交互系统分层次的进行研究:第一部分研究人机交互系统的基本元素,确定屏幕大小、字体、时间、颜色、线型的设计规范;第二部分研究人机交互系统所用到的组件,设计管道及仪表线、组件控制区、选中对象反馈、组件形状、组件状态、文本信息、数字化显示、条形图、趋势图等;第三部分对系统的整体结构进行了研究,设计了系统导航布置的结构以及系统画面的布局。研究方案可用于数字化反应堆组态建模工具的设计与开发,能够更好地辅助用户开展图形化人机交互界面的设计工作。

微细通道换热器传热与阻力特性的实验研究

微细通道换热器在电子器件水冷散热领域有着广阔的应用前景,然而传统微细通道换热器采用钎焊工艺,焊接过程中所使用的钎料容易堵塞通道,本文采用扩散焊工艺制造了一款具有良好强度和完整性的微细通道换热器,不需要采用任何钎料。通过实验研究了该微细通道换热器的传热和阻力特性,分析了变工况条件下相关性能参数的变化趋势,最后获得了可以用于指导微细通道换热器设计的传热和阻力实验关联式。

基于绝对节点坐标法的输流管道非线性动力学分析

基于绝对节点坐标法,建立一种新的一维二节点输流管道单元。应用Irschik提出的适用于含非材料体系统的Lagrange方程推导输流管道单元的运动方程。采用Euler梁来模拟管道,并完全采用非线性Green应变张量和第二Piola Kirchhoff应力张量,没有任何量级近似,也没有假设悬臂输流管道的轴线不可伸长,并考虑材料的泊松效应对流速的影响,因此通过该方法得到的运动方程比传统的通过量级近似得到的输流管道的运动方程更合理。通过数值计算,分析不同边界条件下的输流管道非线性行为,并与经典输流管道运动方程的计算结果比较,结果表明该方法更合理。

铀氢化锆元件小型动力堆应用可行性分析

介绍了铀氢化锆燃料元件的主要性能和特点(尤其是热物理性能和堆内辐照性能),以及将铀氢化锆元件应用于动力堆所完成的一些研究概况。在此基础上,对铀氢化锆元件小型动力堆的技术可行性进行了论证和分析。结果表明:将铀氢化锆元件作为小型动力堆元件在燃料元件方面不存在严重的技术问题;使用细棒铀氢化锆元件的小型动力堆仍有较大的瞬发负温度系数,具有一定的固有安全性。

垂直上升横掠水平管束的两相流空泡份额模型研究

与管内两相流空泡份额模型相比,垂直上升横掠水平管束的两相流空泡份额研究成果相对有限。利用垂直上升的气-水两相流横掠水平管束的实验数据,对现有的空泡份额计算模型进行对比分析,并对2种现有模型的拟合公式进行修正。采用其他实验结果对本文重新修正的空泡份额模型进行验证,结果表明:与原始模型相比,修正的空泡份额计算模型给出的空泡份额预测值更好。

模块式小型堆化学和容积控制系统的仿真分析

本文采用Flowmaster软件,针对多用途模块式小型堆(ACP100)的化学和容积控制系统(RCV系统)开展仿真分析,建立了系统主要设备(包括上充泵、净化泵、换热器、硼酸贮存箱、过滤器、离子交换器、孔板、阀门等)的物理模型,分析了RCV系统在不同运行工况下各个回路及各个节点处的流量、压力、温度、流动损失等稳态和瞬态特性,为系统的设计与分析提供理论依据。

模块式小型堆稳压器除气系统设计研究

为克服采用传统的化容系统下泄除气法所带来的耗时较长和操作复杂的问题,提出了利用稳压器进行热力除气的稳压器除气系统设计方案。该方案基于稳压器的稳态除气模型和优化算法,研制了稳压器除气优化专用程序,同时开展了停堆期间全范围工况下模块式小型堆稳压器除气优化计算和分析,获得了最优的除气限流孔尺寸以及除气运行影响因素。通过实际的除气效果计算评估表明,本文所设计的稳压器除气系统理论上最快可以在4.13 h内完成除气,相比传统化容下泄除气法具有明显的时间优势。

CELL/CPL493程序系统对HFETR的燃耗跟踪分析

简要介绍了自行研制的CELL/CPL493程序系统的理论方法。利用CELL/CPL493程序系统对高通量工程试验堆(HFETR)进行了多炉次燃耗跟踪分析,给出了冷态和热态临界棒位计算值与实测值的比较。结果表明,keff的最大偏差在1%之内,验证了该程序的可靠性以及计算模型和参数处理方法的合理性。

双模态晶粒尺寸结构不锈钢的单轴棘轮变形行为研究

双模态晶粒尺寸结构不锈钢具有强度高、韧性好的特点,成为发展高强、高韧性和耐疲劳损伤金属结构材料的重要方法。研究了通过机械球磨(MM)及热等静压(HIP)制备的双模态晶粒尺寸结构316L不锈钢在室温下的单轴棘轮变形。结果表明:通过调控机械球磨时间,可制备出具有不同晶粒尺寸和体积分数的双模态晶粒尺寸结构316不锈钢。双模态晶粒尺寸结构316L不锈钢具有良好的强度和塑性。晶粒尺寸、平均应力和峰值应力保持时间都影响着棘轮应变的累积。