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高流速铅铋环境下板型燃料组件流致振动特性研究

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核动力工程 2024年

作者：孙瑜刘建王浩煜钱升齐欢欢中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术重点实验室

液态铅铋合金具有导热性能好、热容量高等特点，是新一代先进反应堆的理想冷却剂。本文建立了高流速铅铋环境下板型燃料组件全尺寸计算流体动力学（CFD）模型，基于大涡模拟湍流模型开展了瞬态流体力学分析并获得了燃料板所受的流体激... 详细信息

液态铅铋合金具有导热性能好、热容量高等特点，是新一代先进反应堆的理想冷却剂。本文建立了高流速铅铋环境下板型燃料组件全尺寸计算流体动力学（CFD）模型，基于大涡模拟湍流模型开展了瞬态流体力学分析并获得了燃料板所受的流体激励力。建立燃料板动力分析模型，基于瞬态流体激励数据开展了基于时域的结构动力学计算并获得燃料板的位移响应。计算结果显示，由于吊装结构形成的漩涡脱落，中间位置燃料板所受流体激励力远大于两侧位置燃料板。燃料板的位移响应集中于自身的一阶频率，并且单组燃料板的一阶频率远大于湍流激励的主频，因此燃料板没有在流体激励下共振的风险。考虑到入口湍流强度的影响，基于矩形流道功率密度谱的流致振动分析方法保守性可能不足。本研究可为新一代高性能燃料组件研发提供参考。

关键词：大涡模拟流致振动铅铋冷却剂

燃料元件多物理场耦合分析平台MCAT开发及初步验证

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核动力工程 2024年第3期45卷 28-36页

作者：齐飞鹏刘振海尹春雨罗剑刘勇钱立波周毅王浩煜陈平李权中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术重点实验室成都610213

为进一步提高燃料性能预测精度、拓展燃料分析工具适用范围。本文针对典型棒状燃料元件,基于商用有限元分析程序COMSOL、系统安全分析程序ARSAC以及蒙特卡罗燃耗计算程序RMC,搭建了燃料元件多物理场耦合分析平台MCAT,实现了燃料模块、... 详细信息

为进一步提高燃料性能预测精度、拓展燃料分析工具适用范围。本文针对典型棒状燃料元件,基于商用有限元分析程序COMSOL、系统安全分析程序ARSAC以及蒙特卡罗燃耗计算程序RMC,搭建了燃料元件多物理场耦合分析平台MCAT,实现了燃料模块、热工水力模块及中子物理模块的双向耦合。耦合平台采用模块化设计思想,利用中间数据接口管理耦合参数并明确各模块的“边界”,借助各模块的输入/输出文本文件实现耦合参数的更新与反馈,避免了对已有程序进行源码级修改。采用非对称Picard迭代算法实现模块间的双向耦合,将物理和热工模块看作黑盒子程序,在燃料热力学求解过程中依次调用RMC和ARSAC执行计算并交换数据,反复迭代直到收敛。本文从模块、接口及综合预测结果等方面对MCAT进行初步验证,结果表明MCAT能够准确预测燃料元件内功率、温度、结构变形及冷却剂状态等参数分布,表明MCAT平台在模块开发、耦合流程搭建及编码实现等方面的正确性。

关键词：燃料性能分析多物理场耦合中子物理热工水力 Picard迭代

燃料元件多物理场耦合分析平台MCAT开发及初步验证

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核动力工程 2024年

作者：齐飞鹏刘振海尹春雨罗剑刘勇钱立波周毅王浩煜陈平李权中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术重点实验室

为进一步提高燃料性能预测精度、拓展燃料分析工具适用范围。本文针对典型棒状燃料元件，基于商用有限元分析程序COMSOL、系统安全分析程序ARSAC及蒙卡燃耗计算程序RMC，搭建了燃料元件多物理场耦合分析平台MCAT，实现了燃料模块、热工... 详细信息

为进一步提高燃料性能预测精度、拓展燃料分析工具适用范围。本文针对典型棒状燃料元件，基于商用有限元分析程序COMSOL、系统安全分析程序ARSAC及蒙卡燃耗计算程序RMC，搭建了燃料元件多物理场耦合分析平台MCAT，实现了燃料模块、热工水力模块及中子物理模块的双向耦合。耦合平台采用模块化设计思想，利用中间数据接口管理耦合参数并明确各模块的“边界”，借助各模块的输入/输出文本文件实现耦合参数的更新与反馈，避免了对已有程序进行源码级修改。采用非对称Picard迭代算法实现模块间的双向耦合，将物理和热工模块看作黑盒子程序，在燃料热力学求解过程中依次调用RMC和ARSAC执行计算并交换数据，反复迭代直到收敛。本文从模块、接口及综合预测结果等方面对MCAT进行初步验证，结果表明MCAT能够准确预测燃料元件内功率、温度、结构变形及冷却剂状态等参数分布，表明MCAT平台在模块开发、耦合流程搭建及编码实现等方面的正确性。

关键词：燃料性能分析多物理场耦合中子物理热工水力 Picard迭代

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国家公园社区协调发展法律问题研究

绥化学院学报 2024年第5期44卷 28-30页

作者：王浩煜吴喜梅郑州大学法学院河南郑州450001

国家公园社区作为国家公园建设中不可忽视的关键组成部分,对于确保国家公园的可持续发展有着至关重要的作用。通过对国家公园以及国家公园社区入手,梳理我国国家公园发展政策以及立法与实践现状,探讨了我国国家公园社区协调发展所面临... 详细信息

国家公园社区作为国家公园建设中不可忽视的关键组成部分,对于确保国家公园的可持续发展有着至关重要的作用。通过对国家公园以及国家公园社区入手,梳理我国国家公园发展政策以及立法与实践现状,探讨了我国国家公园社区协调发展所面临的问题,并从当下我国国家公园所处的特定发展阶段出发,提出制定国家公园基本法、明确国家公园社区基本权利等方面对策,以推动我国国家公园体制建设的高质量发展。

关键词：国家公园社区权益协调机制

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研究堆燃料组件碰撞过程结构响应特性研究

核动力工程 2022年第3期43卷 220-225页

作者：刘孟龙王浩煜周毅朱发文袁攀黄山邓霜中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术重点实验室成都610213

对典型的研究堆燃料组件碰撞过程结构响应特性进行了数值模拟研究,分析了在碰撞过程中燃料组件应力响应特性、燃料元件定位结构的承载特征以及填充缓冲材料对燃料组件碰撞的保护效果。研究发现:在碰撞过程中燃料元件端部附近有明显的应... 详细信息

对典型的研究堆燃料组件碰撞过程结构响应特性进行了数值模拟研究,分析了在碰撞过程中燃料组件应力响应特性、燃料元件定位结构的承载特征以及填充缓冲材料对燃料组件碰撞的保护效果。研究发现:在碰撞过程中燃料元件端部附近有明显的应力集中现象,增加燃料元件端部包壳长度可避免应力集中对芯体产生影响;燃料元件端部定位结构承受的载荷显著大于中部,加强端部定位结构的强度可提升燃料组件承载能力;缓冲材料在碰撞过程中对燃料组件具有良好的吸能保护功能,同时能平缓碰撞中的动能变化以及碰撞后的结构振动。

关键词：燃料组件碰撞分析研究堆定位结构缓冲材料

基于刚柔耦合的改进型控制棒组件变形通道落棒行为分析

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核动力工程 2022年第3期43卷 129-134页

作者：岳题郑乐乐朱发文王浩煜袁攀孙渝邓霜中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术重点实验室成都610213

燃料组件在堆芯内经历长期辐照后易产生弯曲形变,影响控制棒的安全落棒,因此亟需研究变形通道下控制棒落棒行为影响机制。通过数值模拟手段对导向管发生弯曲变形后的落棒行为规律进行分析研究,利用刚柔耦合方法分别计算直型、C型、S型... 详细信息

燃料组件在堆芯内经历长期辐照后易产生弯曲形变,影响控制棒的安全落棒,因此亟需研究变形通道下控制棒落棒行为影响机制。通过数值模拟手段对导向管发生弯曲变形后的落棒行为规律进行分析研究,利用刚柔耦合方法分别计算直型、C型、S型导向管内的落棒行为,分析整个落棒行程、速度、加速度、沿程碰撞力随时间的变化情况,对比直型和2种不同变形通道对落棒行为的影响。研究结果表明,刚柔耦合方法可以较好地模拟变形通道下的落棒行为,C型落棒未发生卡滞,S型落棒卡滞于第2道弯折处。本研究将有助于为弯曲变形导致落棒卡涩问题的极限弯曲阈值提供判断依据,为工程设计提供参考。

关键词：控制棒落棒变形通道刚柔耦合卡棒数值模拟

基于Johnson-Cook本构模型的压紧板弹簧刚度特性研究

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核动力工程 2022年第4期43卷 91-98页

作者：杨泞瑞吴兴文梁树林秦勉朱发文王浩煜刘孟龙西南交通大学牵引动力国家重点实验室成都610031 西南交通大学机械工程学院成都610031 中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术重点实验室成都610213

燃料组件压紧板弹簧的刚度设计对其安全服役起着至关重要的作用。通过引入INCONEL 718合金的Johnson-Cook非线性本构关系,拟合了不同中子辐照剂量下INCONEL 718合金的Johnson-Cook非线性本构模型;建立了压紧板弹簧系统的有限元模型,开... 详细信息

燃料组件压紧板弹簧的刚度设计对其安全服役起着至关重要的作用。通过引入INCONEL 718合金的Johnson-Cook非线性本构关系,拟合了不同中子辐照剂量下INCONEL 718合金的Johnson-Cook非线性本构模型;建立了压紧板弹簧系统的有限元模型,开展了不同因素对压紧板弹簧刚度特性的影响研究。结果表明:温度、加载次数、幅值的增大会导致压紧板弹簧在循环加载下出现不同程度的软化,而加载速率的增大会使压紧板弹簧的刚度出现硬化。本文研究可为燃料组件中的压紧板弹簧刚度设计提供参考。

关键词：压紧板弹簧刚度特性 Johnson-Cook非线性本构模型

双转子转速协同规划的涡扇发动机加减速控制计划研究

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推进技术 2024年第4期45卷 233-242页

作者：强星煜周登极尉询楷王浩上海交通大学机械与动力工程学院上海200240 北京航空工程技术研究中心北京100076

当前涡扇发动机加减速控制计划,不能规划双轴加速进程,导致加速末期推力波动。本文提出了分阶段的加速度控制计划,按边界约束划分加速进程,基于动态稳定法设计初始加速度计划,通过寻找系统参数的超调临界点,协同修正初始加速度计划,满... 详细信息

当前涡扇发动机加减速控制计划,不能规划双轴加速进程,导致加速末期推力波动。本文提出了分阶段的加速度控制计划,按边界约束划分加速进程,基于动态稳定法设计初始加速度计划,通过寻找系统参数的超调临界点,协同修正初始加速度计划,满足边界约束的同时保证双转子加速时间相同。在仿真验证环节,与基于定状态法的控制计划比较,本文方法可避免燃油振荡现象,推力超调量降低2.43%,推力稳定时间缩短1.045 s;与等转速增量的加速度控制计划比较,进一步改进了本文方法,推力响应时间缩短0.24 s,控制计划设计耗时为7.5781 s。综上,本文方法缩短了推力超调量和推力稳定时间,有望应用于发动机控制计划在线计算。

关键词：涡扇发动机分阶段控制计划加速进程划分动态稳定法超调临界点

平行磁场对含V型缺陷的管线钢的腐蚀行为影响

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表面技术 2024年第2期53卷 78-87页

作者：王浩千王丹侯政煜梁守才张晓龙谢飞辽宁石油化工大学石油天然气工程学院辽宁抚顺113001 中石油辽河油田油气集输公司辽宁盘锦124010

目的研究平行磁场对含V型腐蚀缺陷的X70管线钢在库尔勒土壤模拟溶液中的腐蚀行为影响。方法利用失重法来计算含V型腐蚀缺陷的X70管线钢在不同平行磁场强度下的腐蚀速率。采用扫描电子显微镜和X射线光电子能谱(XPS)对V型槽槽内外腐蚀... 详细信息

目的研究平行磁场对含V型腐蚀缺陷的X70管线钢在库尔勒土壤模拟溶液中的腐蚀行为影响。方法利用失重法来计算含V型腐蚀缺陷的X70管线钢在不同平行磁场强度下的腐蚀速率。采用扫描电子显微镜和X射线光电子能谱(XPS)对V型槽槽内外腐蚀样貌及腐蚀产物进行分析,并分析出各腐蚀产物相对含量。结果发现平行磁场的加入,加速了V型槽槽外的腐蚀,减缓了V型槽槽内的腐蚀。随着磁场强度的增加,平行磁场对V型槽槽外和槽内的促进及抑制作用加强,无磁场时V型槽槽外腐蚀产物为Fe_(2)O_(3),然而随着磁场强度的增加,V型槽槽外腐蚀产物Fe_(2)O_(3)的相对含量增多,单质Fe的相对含量减少。而V型槽槽内的腐蚀产物Fe_(2)O_(3)随着磁场强度的增加逐渐减少,并且在40 mT时腐蚀产物变化为Fe_(3)O_(4),70 mT时腐蚀产物变化为FeO。结论平行磁场的存在加速了V型槽槽外腐蚀,抑制了V型槽槽内腐蚀,并随着磁场强度的增加,磁场对管线钢腐蚀的促进及抑制作用均增强。本文的研究结果对理解管线钢在磁场作用下的腐蚀失效行为有一定的参考价值。

关键词：平行磁场腐蚀 X70钢 V型缺陷库尔勒土壤