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静态搅浑装置对核设施送风管气溶胶分布规律影响的数值分析

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核技术 2023年第9期46卷 77-84页

作者：冉鹏顾卫国聂保杰上海交通大学核科学与工程学院上海201100

对气载放射性流出物中的气溶胶监测是核电厂辐射监测的重要内容之一。受通风管道结构的影响,流场尤其湍流对气溶胶在管道中输运分布的均匀性具有较大影响,对辐射监测的取样代表性带来一定困难。通过优化设计实现送风管道中气溶胶的均匀... 详细信息

对气载放射性流出物中的气溶胶监测是核电厂辐射监测的重要内容之一。受通风管道结构的影响,流场尤其湍流对气溶胶在管道中输运分布的均匀性具有较大影响,对辐射监测的取样代表性带来一定困难。通过优化设计实现送风管道中气溶胶的均匀分布对取样代表性具有重要意义。经过改变叶片的扭曲角度及叶片的占比面积,设计了三种结构的静态搅浑装置,并通过数值模拟方法分析了不同搅浑装置产生的空气流场及对气溶胶浓度分布规律的影响。结果表明:静态搅浑装置能形成较强的旋流,从而改善气溶胶浓度分布的均匀性;增大叶片的扭曲角度以及内叶片的占比面积都会加强产生的旋流场,进一步影响气溶胶的扩散;内叶片面积增大的静态搅浑装置有着适中的旋流强度,其搅浑效果较其他两种结构更优,气溶胶浓度的变异系数下降了30.60%。

关键词：送风管静态搅浑装置气溶胶数值模拟混合均匀性

基于风洞实验的丘陵下垫面气溶胶大气扩散特性研究

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原子能科学技术 2023年第11期57卷 2086-2093页

作者：吴思远贺金鹏顾卫国聂保杰王德忠上海交通大学核科学与工程学院上海200240

核电厂正常运行或发生核事故时,会向大气释放一定量的放射性气溶胶,研究气溶胶在复杂下垫面的大气扩散特性对实现气载流出物辐射影响的准确评价具有重要意义。高斯烟羽或烟团模型被广泛用于大气扩散评价中,模型中的扩散参数描述了气溶... 详细信息

核电厂正常运行或发生核事故时,会向大气释放一定量的放射性气溶胶,研究气溶胶在复杂下垫面的大气扩散特性对实现气载流出物辐射影响的准确评价具有重要意义。高斯烟羽或烟团模型被广泛用于大气扩散评价中,模型中的扩散参数描述了气溶胶受湍流作用扩散的强弱,需要针对不同的地形如平坦、丘陵下垫面进行校正。本文针对典型下垫面开展了气溶胶大气扩散风洞实验,采用激光粒子图像扩散参数估计方法,针对释放源高度不同的多组工况,统计分析了竖直截面内高分辨率的气溶胶浓度,根据高斯分布估计了下风向烟羽的上下边界及垂直方向扩散参数。结果表明:烟羽经过山体会出现整体抬升现象,这将导致山体后近地表浓度有所下降;烟羽经过山体前后出现浓度中心线两侧浓度分布不均现象,远离山体烟羽轨迹回归类高斯分布;释放源高度小于山体1/2高度的烟羽经过山体后轨迹趋于一致。高斯模型在丘陵下垫面适用度有限。

关键词：核电厂气溶胶风洞激光粒子图像扩散参数

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高压微雾蒸发排放低放废液数值模型与验证

核技术 2023年第9期46卷 57-65页

作者：杨德睿吴思远聂保杰顾卫国王博王德忠张爱玲上海交通大学核科学与工程学院上海200240 生态环境部核与辐射安全中心北京100082

核设施运行中会产生一定低水平放射性废液,通常经净化后以液态流出物形式在控制范围内进行海洋排放。内陆核设施往往缺乏弥散条件优良的受纳水体,并考虑公众接受度,低水平放射性废液的处置成为内陆核设施发展的难点之一。高压微雾蒸发... 详细信息

核设施运行中会产生一定低水平放射性废液,通常经净化后以液态流出物形式在控制范围内进行海洋排放。内陆核设施往往缺乏弥散条件优良的受纳水体,并考虑公众接受度,低水平放射性废液的处置成为内陆核设施发展的难点之一。高压微雾蒸发技术利用高压喷嘴将液态流出物进行雾化,并控制载带气体条件使微雾充分蒸发,进行气载排放,具有一定应用前景。综合考虑微雾流动和传热传质模型,发展了用于分析微雾载带蒸发的数值方法,并研制了高压微雾蒸发示范系统,分别从流动蒸发过程中微雾粒径变化、微雾密度和沉积率三个角度对数值方法进行了实验验证。结果表明:建立的数值方法与实验结果偏差在15%以内,可用于不同厂址场景下低水平放射性废液气载排放工艺设计。

关键词：低放废液高压微雾气载排放数值模型

基于湍流扩散理论的氚大气弥散程序开发与校验

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原子能科学技术 2013年第B12期47卷 541-546页

作者：聂保杰倪木一廉超宋勇吴宜灿中国科学院核能安全技术研究所安徽合肥230031

气态氚环境安全评价是聚变核安全的重要研究内容之一。本文基于大气湍流扩散理论的解析解模型,在TAS软件基础上使用MATLAB语言开发了聚变电站正常运行和事故工况下氚释放的大气弥散程序模块,分别与美国劳伦斯·利弗莫尔国家实验室(LLNL... 详细信息

气态氚环境安全评价是聚变核安全的重要研究内容之一。本文基于大气湍流扩散理论的解析解模型,在TAS软件基础上使用MATLAB语言开发了聚变电站正常运行和事故工况下氚释放的大气弥散程序模块,分别与美国劳伦斯·利弗莫尔国家实验室(LLNL)的计算程序HotSpot3.0、德国卡尔斯鲁厄核研究中心(KfK)的UFOTRI进行了对比,并与加拿大恰克河国家核实验室的大气HT释放实验、美国萨凡那河工厂事故实验进行了校验。结果表明,TAS计算环境中气态氚的浓度具有合理性。通过对程序模型的分析,给出了烟羽模块和烟团模块的适用条件及各自的特点,为核应急提出了一种计算方法,对聚变环境安全评价具有一定的参考意义。

关键词：氚污染高斯弥散模型聚变核安全

298.15K下KBr-CaBr-SrBr-HO四元体系相平衡研究

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地球学报 2024年 2-8页

作者：杨秋叶崔瑞芝聂国亮任红保李武中国科学院青海盐湖研究所盐湖资源综合高效利用重点实验室青海省盐湖资源化学重点实验室成都理工大学材料与化学化工学院

青海柴达木盆地深部地下卤水中富含大量钾、钙、锶、溴等元素,是极具综合利用价值的液态矿产资源,可作为钾盐潜在开发资源。本文根据该地下卤水的组成特点,采用等温溶解平衡法对四元体系KBr-Ca Br2-Sr Br2-H2O在298.15 K时溶解度和相平... 详细信息

青海柴达木盆地深部地下卤水中富含大量钾、钙、锶、溴等元素,是极具综合利用价值的液态矿产资源,可作为钾盐潜在开发资源。本文根据该地下卤水的组成特点,采用等温溶解平衡法对四元体系KBr-Ca Br2-Sr Br2-H2O在298.15 K时溶解度和相平衡规律进行详细的研究。测定该体系各盐在溶液中的溶解度和平衡固相组成,根据实验结果绘制相应的稳定平衡相图和水含量图。该四元体系在298.15 K下没有复盐和固溶体生成,其平衡相图中有一个共饱点,三条单变量曲线,和三个固相结晶区（KBr、Ca Br2·6H2O、Sr Br2·6H2O）。基于Pitzer模型,对该四元体系在298.15 K下的溶解度进行模拟计算,绘制出计算相图,计算相图与实验相图基本吻合。

关键词：钾盐相图溴化物卤水矿物体系深部卤水

298.15 K下KBr-CaBr-SrBr-HO四元体系相平衡研究

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地球学报 2024年

青海柴达木盆地深部地下卤水中富含大量钾、钙、锶、溴等元素,是极具综合利用价值的液态矿产资源,可作为钾盐潜在开发资源。本文根据该地下卤水的组成特点,采用等温溶解平衡法对四元体系KBr-CaBr2-SrBr2-H2O在298.15 K时溶解度和相平衡... 详细信息

青海柴达木盆地深部地下卤水中富含大量钾、钙、锶、溴等元素,是极具综合利用价值的液态矿产资源,可作为钾盐潜在开发资源。本文根据该地下卤水的组成特点,采用等温溶解平衡法对四元体系KBr-CaBr2-SrBr2-H2O在298.15 K时溶解度和相平衡规律,进行详细的研究。测定该体系各盐在溶液中的溶解度和平衡固相组成,根据实验结果绘制相应的稳定平衡相图和水含量图。该四元体系在298.15 K下没有复盐和固溶体生成,其平衡相图中有一个共饱点,3条单变量曲线,和三个固相结晶区（KBr、CaBr2·6H2O、SrBr2·6H2O）。基于Pitzer模型,对该四元体系在298.15K下的溶解度进行模拟计算,绘制出计算相图,计算相图与实验相图基本吻合。

关键词：钾盐相图溴化物卤水矿物体系深部卤水

计及时空响应特性的电力系统灵活性资源配置优化模型

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电力建设 2024年第8期45卷 51-61页

作者：聂保瑞鞠立伟杨慧齐鑫瞿斌华北电力大学经济与管理学院北京市102206

随着我国能源结构逐步低碳转型,风、光等新能源的并网比例将不断扩大,为满足未来新能源装机容量规划的同时保证电力系统的安全可靠运行,在电力系统中需要具备相应调节能力的灵活性资源。为此,提出一种计及时空响应特性的多类型灵活性资... 详细信息

随着我国能源结构逐步低碳转型,风、光等新能源的并网比例将不断扩大,为满足未来新能源装机容量规划的同时保证电力系统的安全可靠运行,在电力系统中需要具备相应调节能力的灵活性资源。为此,提出一种计及时空响应特性的多类型灵活性资源配置优化模型。首先,建立基于空间响应特性和时间响应特性的灵活性评价模型,并构造灵活性平均缺额和灵活性覆盖指数的灵活性评价指标,分别用于电力系统灵活性不足节点筛选和各节点的灵活性充裕性分析。然后,分析多类型灵活性资源的调节特性,建立多类型调节能力模型。最后,考虑时间灵活性评价指标约束,构建灵活性资源两阶段配置优化模型,基于灵活性资源与新能源波动特性的多尺度匹配特性,指导各灵活性不足节点的灵活性资源配置,并以IEEE 9节点系统验证了所提灵活性资源配置方法的有效性和适用性。

关键词：灵活性资源时空响应特性灵活性评价灵活性不足节点优化配置

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铁路大范围复杂地质区域环境三维建模方法研究

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铁道学报 2024年第2期46卷 105-113页

作者：吕希奎白娇娇庄建杰聂良涛高崇文石家庄铁道大学交通运输学院河北石家庄050043 河北雄安轨道快线有限责任公司河北保定071700 中国铁路设计集团有限公司天津300308

科学合理的规划铁路线位,使铁路地质灾害问题解决在成灾之前,一直是复杂山区铁路选线的难题。基于空间数据三维可视化建模技术,提出一种铁路大范围复杂地质区域环境整体三维建模方法。通过对遥感地质解译图的矢量化信息提取与处理,采用... 详细信息

科学合理的规划铁路线位,使铁路地质灾害问题解决在成灾之前,一直是复杂山区铁路选线的难题。基于空间数据三维可视化建模技术,提出一种铁路大范围复杂地质区域环境整体三维建模方法。通过对遥感地质解译图的矢量化信息提取与处理,采用拉格朗日插值和三次Hermite曲线插值算法,实现由数据驱动的矢量化不同类型地质对象三维模型创建。根据地质对象空间边界数据和区域边界,构建填充封闭区域和填充色系,实现颜色填充模式的三维地质建模。以DEM模型与DOM影像为数据源,在Infraworks BIM平台中实现大范围三维地形场景建模。基于七参数的坐标系转换方法,以面积比值、空间距离误差和灰度状态均值为标准,建立基于灰度直方图的图像匹配度分析方法和最优控制点选取策略,解决选线完整区域大范围矢量化地质模型在三维地形场景中的精确定位和集成难题,建立铁路工程完整区域的三维工程地质模型,实现大范围复杂地质区域的三维可视化。采用设计方案和铁路线路BIM设计结果在BIM平台定位和集成,实现在三维地质区域环境中无缝展示线路方案BIM模型设计效果。结果表明,构建的大范围的三维地质区域环境模型具有很好的地质信息完整性和可视性,直观展示了整个选线区域的三维地质区域环境,能够较好地满足预可研和可研阶段复杂山区铁路规划线位要求。

关键词：铁路选线设计大范围区域复杂地质区域环境三维建模 BIM技术

基于THz-TDS的氟橡胶材料寿命预测方法

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光谱学与光谱分析 2024年第6期44卷 1578-1583页

作者：王洋林振衡郑志杰谢海鹤聂泳忠福州大学机械工程及自动化学院福建福州350108 莆田学院新工科产业学院福建莆田351100 西人马联合测控(泉州)科技有限公司福建泉州362011

氟橡胶(FKM)材料具有优异的耐热性、耐腐蚀性、耐油性,已成为航空、航天、石油、机械等领域的热门材料。但由于传统的FKM材料寿命检测方法存在离线检测、会损伤待测材料、检测步骤繁琐、检测效率低等缺点,目前在FKM材料实际应用中往往... 详细信息

氟橡胶(FKM)材料具有优异的耐热性、耐腐蚀性、耐油性,已成为航空、航天、石油、机械等领域的热门材料。但由于传统的FKM材料寿命检测方法存在离线检测、会损伤待测材料、检测步骤繁琐、检测效率低等缺点,目前在FKM材料实际应用中往往采用定期更换的办法,易造成材料浪费与经济损失。提出了一种基于太赫兹时域光谱检测技术(THz-TDS)的FKM材料使用寿命预测新方法。首先,通过对在热空气老化箱中经不同温度、不同时长热氧老化处理的FKM材料进行THz-TDS透射检测,获得其对应的时域光谱图,提取相应的电流峰峰值,即在一个透射采样周期中最大的探测电流值与最小的探测电流值之间的差值;再将不同老化温度的FKM材料的THz时域波形的峰峰值与老化时间进行拟合,发现FKM样品时域光谱的峰峰值随着老化时间的延长呈下降趋势,且老化温度越高该下降趋势越明显。在200、300和360℃这三个老化温度下的拟合直线的相关系数分别高达0.9734、0.9821和0.9935。其次,根据阿伦尼乌斯公式的基本思想,建立起以时域光谱峰峰值为参考标准的FKM材料寿命预测数学模型。利用时域光谱峰峰值的FKM材料使用寿命预估办法获得的老化反应速率常数的对数与老化温度倒数关系拟合直线的相关系数达0.9969。最后,采用力学拉伸测量FKM材料断裂伸长率的办法,对其基于THz-TDS的使用寿命预估数学模型中的THz-TDS峰峰值失效临界值进行验证,可得构建的基于THz-TDS的FKM材料使用寿命预估模型成立且正确。研究结果表明:将THz-TDS检测方法应用到FKM材料寿命检测具有较高的准确性,且该方法具有无损、高效、操作简便、适用性广等优点,为FKM材料制品在线检测和寿命预测提供可能性,也为其他非极性材料和电介质材料的寿命预测方法研究提供参考。

关键词：太赫兹时域光谱氟橡胶寿命预测峰峰值