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活动导叶开度对水泵水轮机泵工况的影响研究

水力发电学报 2012年第2期31卷 222-227页

作者：王乐勤刘锦涛张乐福覃大清焦磊浙江大学化工机械研究所杭州310027 哈尔滨大电机研究所哈尔滨150040

为了解水泵水轮机泵工况活动导叶启闭过程中的性能,参考某抽蓄电站的水泵水轮机建立数值计算模型,对导叶不同开度时的流动特征进行分析。采用SIMPLEC算法和SST k-ω模型详细分析了泵工况不同导叶开启角度下转轮、导叶附近的流场,结合实... 详细信息

为了解水泵水轮机泵工况活动导叶启闭过程中的性能,参考某抽蓄电站的水泵水轮机建立数值计算模型,对导叶不同开度时的流动特征进行分析。采用SIMPLEC算法和SST k-ω模型详细分析了泵工况不同导叶开启角度下转轮、导叶附近的流场,结合实验数据对各操作工况下的性能进行分析。结果表明,当活动导叶开启角度γ小于18°时,涡的强度大能量损失多,并且出现平面射流,扬程随着γ减小而迅速降低;当γ大于21°时,涡量分布均匀,涡结构产生的能量损失小,同一流量下不同γ的扬程和效率基本保持不变;操作工况下不同γ的扬程均与流量呈线性关系。结论为水泵水轮机的操作工况选择提供依据,也可以指导水泵水轮机的优化设计。

关键词：水泵水轮机导叶数值模拟性能泵工况

AL-6XN合金在超临界水中的应力腐蚀研究

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原子能科学技术 2015年第4期49卷 732-738页

作者：张强唐睿张乐福邱绍宇中国核动力研究设计院反应堆燃料及材料重点实验室四川成都610213 上海交通大学核科学与工程学院上海200240

采用慢拉伸试验研究了AL-6XN合金在550~650℃、25 MPa超临界水中的应力腐蚀行为,使用扫描电镜观察了材料断口形貌与标距面裂纹分布。结果显示：550℃试验条件下材料表现为穿晶开裂,标距面裂纹很多且分布较均匀,试样边角处出现扇形河流花... 详细信息

采用慢拉伸试验研究了AL-6XN合金在550~650℃、25 MPa超临界水中的应力腐蚀行为,使用扫描电镜观察了材料断口形貌与标距面裂纹分布。结果显示：550℃试验条件下材料表现为穿晶开裂,标距面裂纹很多且分布较均匀,试样边角处出现扇形河流花样;650℃试验条件下材料表现为沿晶开裂,断口呈现典型的冰糖状,标距面裂纹数量大幅减少且集中于断口附近,相应的延伸率和断面收缩率也大幅降低。质子辐照对AL-6XN宏观力学性能影响不大,但导致试样断口的扇形花样（起裂源）数量增加,解理台阶宽度增大。以上结果表明,AL-6XN在超临界工况下具有严重的应力腐蚀开裂敏感性,升高温度和质子辐照会明显提高材料的应力腐蚀敏感性。

关键词： AL-6XN合金超临界水应力腐蚀质子辐照断口裂纹

含铝奥氏体不锈钢析出强化相调控和蠕变性能研究进展

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材料导报 2022年

作者：孙钢熊茹唐睿张乐福周张健北京科技大学材料科学与工程学院中国核动力研究设计院反应堆燃料及材料重点实验室上海交通大学核能科学与工程学院

根据我国的能源结构，发展大容量、高参数的超（超）临界火电机组和高效的先进核能，是解决能源短缺与环境污染之间矛盾的主要途径。为了能够长期在高温、高压的恶劣环境下服役，对发电机组和核能系统结构用材料提出了更苛刻的要求。含...

根据我国的能源结构，发展大容量、高参数的超（超）临界火电机组和高效的先进核能，是解决能源短缺与环境污染之间矛盾的主要途径。为了能够长期在高温、高压的恶劣环境下服役，对发电机组和核能系统结构用材料提出了更苛刻的要求。含铝奥氏体不锈钢兼具优异的抗氧化性能和高温强度，可作为超（超）临界电站及超临界水堆等先进能源系统关键部位的候选材料。蠕变性能是含铝奥氏体不锈钢应用于先进能源系统的重要服役性能，其与析出相(包括碳化物M;C;及MC、Laves相、NiAl相、FeCr相等)的种类、尺寸和分布状态关系密切。如果析出相能以有效钉扎位错的合适尺寸均匀弥散分布于基体中，且具有较好的高温稳定性，那么合金就能获得优异的高温蠕变性能。总结现有的研究成果可知，含铝奥氏体不锈钢的主要发展方向和调控思路是以Super304H、HR3C和TP347HFG为基，进一步调整Al、N、Si、Ni、V、B等合金元素含量，研究合金在服役过程纳米级别析出相的分布情况、高温蠕变性能等变化规律。其主要研究目标是在控制成本的前提下通过析出相的有效调控，提升合金的高温蠕变性能和抗氧化性能。因此，对析出相的调控方法进行总结和归纳对于开发和设计出性能优异的含铝奥氏体不锈钢具有重要的指导意义。本文主要综述了含铝奥氏体不锈钢主要析出相的调控方法，包括调控合金元素和优化热机械处理工艺，进而分析了析出相调控与蠕变性能之间的关系。

关键词：

溶解氧和温度对06Cr17Ni12Mo2Ti不锈钢在超临界水中应力腐蚀的影响

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工程科学学报 2015年第11期37卷 1456-1462页

作者：陆辉沈朝张乐福唐睿张强上海交通大学核科学与工程学院上海200240 中国核动力研究设计院成都610041

通过慢应变速率拉伸试验,在超临界水环境中研究了溶解氧和温度对06Cr17Ni12Mo2Ti不锈钢的应力腐蚀开裂倾向的影响规律.试验结果表明:在含不同溶解氧量(0/200/2000μg·kg-1)的450℃和550℃超临界水环境中,不锈钢都呈现出不同程度的应力... 详细信息

通过慢应变速率拉伸试验,在超临界水环境中研究了溶解氧和温度对06Cr17Ni12Mo2Ti不锈钢的应力腐蚀开裂倾向的影响规律.试验结果表明:在含不同溶解氧量(0/200/2000μg·kg-1)的450℃和550℃超临界水环境中,不锈钢都呈现出不同程度的应力腐蚀开裂倾向.随着水中溶解氧含量的增加,不锈钢的应力腐蚀开裂倾向更为明显.随着温度的上升,应力腐蚀开裂倾向反而会下降.在含不同溶解氧量(0/200/2000μg·kg-1)的650℃超临界水环境中,不锈钢只发生塑性断裂,未发现应力腐蚀开裂倾向,并且溶解氧对其影响也不是很明显.

关键词：超临界水奥氏体不锈钢应力腐蚀开裂慢应变速率试验拉伸试验

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HR3C在超临界水中的腐蚀性能研究

原子能科学技术 2016年第2期50卷 317-322页

作者：高文华沈朝张乐福上海交通大学核科学与工程学院上海200240

通过高压釜浸泡实验研究了超级奥氏体不锈钢HR3C在循环的超临界水(SCW)中的均匀腐蚀性能,实验温度分别为550、600、650℃,压力为25 MPa,并对实验后试样生成的氧化膜进行了SEM、EDS和XRD分析。实验结果显示,HR3C在SCW环境中的氧化腐蚀速... 详细信息

通过高压釜浸泡实验研究了超级奥氏体不锈钢HR3C在循环的超临界水(SCW)中的均匀腐蚀性能,实验温度分别为550、600、650℃,压力为25 MPa,并对实验后试样生成的氧化膜进行了SEM、EDS和XRD分析。实验结果显示,HR3C在SCW环境中的氧化腐蚀速率随着温度的升高而增大,1 500h后650℃SCW环境下材料的腐蚀增重约为550℃时的2倍。材料表面生成的氧化膜主要成分为FeCr_2O_3、Fe_3O_4和Fe_2O_3,内层氧化膜富Cr而外层氧化膜富Fe。

关键词： HR3C 超临界水均匀腐蚀

氮和铝添加对改进型25Ni-20Cr奥氏体不锈钢700℃时效处理后显微组织和力学性能的影响

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核动力工程 2023年第5期44卷 275-283页

作者：王琦陈国帅周张健熊茹郑继云唐睿张乐福北京科技大学材料科学与工程学院北京100083 中国核动力研究设计院反应堆燃料及材料重点实验室成都610213 上海交通大学核能科学与工程学院上海200240

为提高25Ni-20Cr(S35140)奥氏体不锈钢的高温强度,以满足超临界水堆(SCWR)对包壳材料的应用要求。采用微合金化方法,通过添加N和Al元素,并在700℃高温时效对S35140钢的性能进行改进。结果表明,加N钢中析出纳米级NbN相,钉扎位错,随时效进... 详细信息

为提高25Ni-20Cr(S35140)奥氏体不锈钢的高温强度,以满足超临界水堆(SCWR)对包壳材料的应用要求。采用微合金化方法,通过添加N和Al元素,并在700℃高温时效对S35140钢的性能进行改进。结果表明,加N钢中析出纳米级NbN相,钉扎位错,随时效进行,室温拉伸强度略有提高,室温延伸率几乎不变,高温拉伸强度略有降低,而高温延伸率提升至65%,时效120 h后冲击功仍然达到111.39 J;加Al钢中析出大量NiAl相和Laves相,随时效进行,室温和高温拉伸强度均显著提升,室温拉伸强度甚至达到1000 MPa,而塑性和冲击韧性下降明显。因此在S35140钢中,加N提高了塑韧性,加Al提高了强度,均显著改善S35140钢的力学性能。

关键词： S35140奥氏体钢显微组织力学性能高温时效

停堆氧化运行中主回路活化腐蚀产物的迁移与控制

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核动力工程 2009年第2期30卷 78-81页

作者：高惠斌张乐福方军上海交通大学核科学与工程学院上海200240 大亚湾核电运营管理有限责任公司广东深圳518124

核电站主回路中腐蚀产物的氧化净化是核电站大修的源项控制中最重要的一环。本文综合分析氧化净化过程中pH值、H2O2和溶解氢浓度对主回路活化腐蚀产物迁移的影响,结合大亚湾核电站的实践经验,提出了低pH值、低H2和集中引入适量氧的控制... 详细信息

核电站主回路中腐蚀产物的氧化净化是核电站大修的源项控制中最重要的一环。本文综合分析氧化净化过程中pH值、H2O2和溶解氢浓度对主回路活化腐蚀产物迁移的影响,结合大亚湾核电站的实践经验,提出了低pH值、低H2和集中引入适量氧的控制手段。

关键词：氧化运行 pH H2O2 H2 活化腐蚀产物迁移

电位对508Ⅲ-52M-690合金焊接接头应力腐蚀的影响

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上海交通大学学报 2018年第4期52卷 447-454页

作者：汪家梅苏豪展何琨张乐福上海交通大学核科学与工程学院上海200240 中国核动力研究设计院成都610041

通过慢应变速率拉伸和高温电化学试验相结合的方法,研究了外加电位对压水堆核电机组安全端508Ⅲ-52M-690合金异种材料焊接接头在含氯离子的高温高压水中应力腐蚀开裂(SCC)倾向的影响规律.结果表明,在温度为300℃高温高压水环境下,当氯... 详细信息

通过慢应变速率拉伸和高温电化学试验相结合的方法,研究了外加电位对压水堆核电机组安全端508Ⅲ-52M-690合金异种材料焊接接头在含氯离子的高温高压水中应力腐蚀开裂(SCC)倾向的影响规律.结果表明,在温度为300℃高温高压水环境下,当氯离子的含量为50mg/kg、除氧时,焊接接头的SCC敏感性随电极电位升高而增大,即随着溶解氧浓度增加而增加.存在一个介于-500^-400mV(相对标准氢电极)的SCC临界电位,低于该电位时,焊接接头SCC敏感性较小,未见明显沿晶开裂,断裂为由力学性能主导的塑性开裂,与焊接接头不同冶金组织的硬度密切相关,硬度越低,越容易断裂,断裂位置均为硬度最低的52Mb处;高于临界电位时,SCC敏感性急剧增加,并出现明显的沿晶开裂和穿晶开裂断口,断裂为腐蚀主导的脆性开裂,断裂位置均为腐蚀性能最差的低合金钢508Ⅲ热影响区.同时发现,焊接接头中52Mb对接焊和508Ⅲ钢之间的热影响区对SCC最敏感.

关键词： 508Ⅲ-52M-690异种焊接接头应力腐蚀开裂慢应变速率拉伸高温电化学

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690合金腐蚀疲劳裂纹扩展研究

稀有金属材料与工程 2017年第8期46卷 2130-2136页

作者：陈凯杜东海陆辉张乐福上海交通大学上海200240

基于DCPD方法测量了690合金在室温空气、325℃空气和325℃除氧超纯水中的疲劳裂纹扩展速率。试验结果采用Priddle模型进行拟合分析,得到690合金在3种条件下疲劳裂纹扩展的门槛应力强度因子幅值ΔK_(th)和失稳断裂应力强度因子Kc。结果表... 详细信息

基于DCPD方法测量了690合金在室温空气、325℃空气和325℃除氧超纯水中的疲劳裂纹扩展速率。试验结果采用Priddle模型进行拟合分析,得到690合金在3种条件下疲劳裂纹扩展的门槛应力强度因子幅值ΔK_(th)和失稳断裂应力强度因子Kc。结果表明,高温水环境下,疲劳裂纹萌生和扩展加快,这可以用滑移-溶解机理解释;高温下,材料强度下降,ΔK_(th)和Kc也下降,高温加速了材料的疲劳断裂。SEM断口形貌表明,空气中的疲劳断口观察到明显的滑移台阶,疲劳破坏形式为穿晶断裂;高温水下的疲劳断口则同时出现穿晶和沿晶开裂,为混合型断口特征。

关键词： 690合金腐蚀疲劳裂纹扩展速率 Priddle模型