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基于直接数值模拟的压力容器入口射流湍流模型评价

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中山大学学报(自然科学版)(中英文) 2024年

作者：孙宇蒙李捷魏宗岚艾哲伦苗恒邓坚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中山大学中法核工程与核技术学院

采用基于谱元法的开源软件Nek5000对压力容器入口射流进行直接数值模拟（DNS）。压力容器模拟在环向简化为1/3的尺度，主管段雷诺数为63 700，下降段雷诺数为14 014，工质为碘化钠溶液。通过对常见物理量进行统计，构建高精度湍流数据... 详细信息

采用基于谱元法的开源软件Nek5000对压力容器入口射流进行直接数值模拟（DNS）。压力容器模拟在环向简化为1/3的尺度，主管段雷诺数为63 700，下降段雷诺数为14 014，工质为碘化钠溶液。通过对常见物理量进行统计，构建高精度湍流数据库。并采用FLUENT对常见的壁面函数和湍流模型进行适应性评价，评价标准包括速度、湍动能和湍流黏度。结果表明：在上升段Stress-ω模型适用性最好；在下降段，Standard k-ω模型适用性最优。

关键词：压力容器射流直接数值模拟湍流模型壁面函数评价

基于Monte Carlo方法的两相流动参数探测的不确定性研究

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核动力工程 2024年

作者：刘丽朱隆祥张卢腾马在勇孙皖潘良明邓坚重庆大学低品位能源利用技术及系统教育部重点实验室重庆大学核工程与核技术系重庆大学动力工程及工程热物理博士后科研流动站中国核动力研究设计院

气泡速度和气泡数目是计算界面面积浓度等相态特性的关键参数，因此对电导探针测得的气泡速度和数目进行不确定性研究是很有必要的。采用Monte Carlo方法生成大量随机气泡运动样本，得到探针捕获直径1～6 mm气泡的统计规律。通过引入相... 详细信息

气泡速度和气泡数目是计算界面面积浓度等相态特性的关键参数，因此对电导探针测得的气泡速度和数目进行不确定性研究是很有必要的。采用Monte Carlo方法生成大量随机气泡运动样本，得到探针捕获直径1～6 mm气泡的统计规律。通过引入相对速度波动分量H研究了气泡横向速度对有效气泡数目和气泡速度的影响。结果表明，气泡横向速度的存在可缓解由于探针横向间距而无法测量较小气泡的情况；但有效气泡数目随着气泡横向速度的增大显著降低，逃逸气泡数增加。同时，H=0时，速度误差仅来源于探针横向间距，且速度误差随着气泡直径的增加而减小；H≠0时，对于直径大于3 mm的气泡，气泡向左或向右的横向运动反而使得探针从远离中轴线处穿过气泡，导致气泡实际移动距离增大，速度误差也增大。本文研究可为确定及修正界面面积浓度等两相流动参数不确定度提供参考。

关键词： Monte Carlo方法气泡横向速度有效气泡数目比撞击角

华龙一号反应堆DNBR在线监测系统开发及验证

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核动力工程 2024年第2期45卷 248-253页

作者：陈曦吴清邓坚刘余任春明王啸宇彭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成都610213

传统的二代反应堆保护系统一般采用超温ΔT保护信号,这种保护方法比较保守,且属于间接方式,而偏离泡核沸腾比(DNBR)在线监测软件能够直接监督安全参数的变化。为了更直观地实时掌握华龙一号反应堆堆芯的安全裕量,进一步提高反应堆安全... 详细信息

传统的二代反应堆保护系统一般采用超温ΔT保护信号,这种保护方法比较保守,且属于间接方式,而偏离泡核沸腾比(DNBR)在线监测软件能够直接监督安全参数的变化。为了更直观地实时掌握华龙一号反应堆堆芯的安全裕量,进一步提高反应堆安全运行的灵活性,本文从压水堆堆芯的热工设计基础模型出发,提出了兼顾计算速度和求解精度的DNBR在线监测热工计算模型,开发了一套可用于华龙一号反应堆的DNBR在线监测系统,并从堆芯独立验证、模拟信号验证、华龙一号首堆实堆运行数据验证等三个方面对在线监测系统的计算模型进行了充分验证。结果表明,DNBR在线监测系统计算精度较高,与自主化子通道程序相当,能够满足华龙一号反应堆工程设计的需求。

关键词：华龙一号偏离泡核沸腾比(DNBR) 在线监测

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气冷堆进水事故分析

核动力工程 2024年第2期45卷 241-247页

作者：马誉高曹忠彬王金雨邓坚鲍辉丁书华程坤胡文桢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

气冷堆受工作环境或运行状态影响,可能发生其所特有且造成严重事故后果的进水事故。针对美国气冷堆S4堆设计方案,模拟分析在正常运行工况下冷凝器部分传热管破裂导致的进水事故,研究事故造成的正反应性引入、回路超压等事故后果。利用... 详细信息

气冷堆受工作环境或运行状态影响,可能发生其所特有且造成严重事故后果的进水事故。针对美国气冷堆S4堆设计方案,模拟分析在正常运行工况下冷凝器部分传热管破裂导致的进水事故,研究事故造成的正反应性引入、回路超压等事故后果。利用反应堆蒙特卡洛程序RMC计算进水过程中谱移吸收体材料Ir对反应性引入的影响,并利用自主研发的气冷堆系统分析程序HXRTRAN计算进水过程中的温度及布雷顿循环回路压强数据。结果表明,进水事故发生时,0.5 kg进水量将导致布雷顿循环回路的压强超过10 MPa,可能会造成更大面积的冷凝器管路破损并导致水二次灌入;同时进水将导致大量正反应性引入,若堆内燃料表面添加了谱移吸收体材料Ir,堆芯可在进水事故下自发降功率,当水蒸气量超过5 kg后,堆芯功率快速下降至额定功率的2.2%左右,并逐渐接近停堆。可见谱移吸收体材料Ir对于堆芯进水导致的正反应性引入具有显著的抑制效果。

关键词：气冷堆进水事故正反应性引入

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新建桥梁跨越既有供水箱涵安全影响分析

陕西水利 2024年第1期 168-170页

作者：田嘉麟邓坚深圳市东江水源工程管理处广东深圳518036

以东部过境高速公路桥基跨越既有供水箱涵为研究对象,通过建立三维数值模拟,研究桥梁施工及后期运行期间对既有供水箱涵的影响,分析在不同工况下既有供水箱涵应力及变形变化情况,并与实际监测值对比。结果表明,随着施工阶段进行,供水箱... 详细信息

以东部过境高速公路桥基跨越既有供水箱涵为研究对象,通过建立三维数值模拟,研究桥梁施工及后期运行期间对既有供水箱涵的影响,分析在不同工况下既有供水箱涵应力及变形变化情况,并与实际监测值对比。结果表明,随着施工阶段进行,供水箱涵结构变形累积发展,且最大主应力和最大位移值发生在运行期,但累计变化值比较小,均在可控范围内。研究成果可为类似交叉工程提供借鉴。

关键词：桥梁供水箱涵有限元安全分析

Zr-4表面特性及冷却剂过冷度对骤冷沸腾传热的影响

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原子能科学技术 2024年第4期58卷 783-789页

作者：熊平孙源阳罗彦袁鹏杜鹏邓坚卢涛北京化工大学机电工程学院北京100029 西华大学流体及动力机械教育部重点实验室四川成都610039 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四川成都610041

核燃料棒再淹没骤冷沸腾是堆芯失水事故后避免堆芯熔化采取的重要事故缓释措施。本文采用不同粒度砂纸打磨得到不同粗糙度的Zr-4表面,研究了Zr-4表面粗糙度和冷却剂过冷度对骤冷沸腾过程冷却速率及沸腾换热的影响。对所制备的不同表面... 详细信息

核燃料棒再淹没骤冷沸腾是堆芯失水事故后避免堆芯熔化采取的重要事故缓释措施。本文采用不同粒度砂纸打磨得到不同粗糙度的Zr-4表面,研究了Zr-4表面粗糙度和冷却剂过冷度对骤冷沸腾过程冷却速率及沸腾换热的影响。对所制备的不同表面粗糙度实验段进行了骤冷沸腾可视化实验,同时测量实验段内部温度,通过导热反问题反演得到骤冷过程表面温度及热流密度。结果表明:表面粗糙度对膜态沸腾换热的影响较小,但粗糙度较大的表面更早地触发了表面-液体接触,强化了骤冷沸腾;而粗糙度较小时,粗糙度对骤冷沸腾的影响较小;当粗糙度进一步减小时,由于表面接触角的增大,骤冷沸腾持续的时间增长。此外,随着冷却剂过冷度的增大,膜态沸腾气膜厚度减薄,维持稳定气膜的最小膜态沸腾温度增大,骤冷速率增强。本文为揭示压水堆破口事故燃料棒再淹没过程的流动沸腾换热机理提供一定的理论基础。

关键词：骤冷沸腾粗糙度沸腾换热最小膜态沸腾温度

基于BIM的超高层复杂钢结构施工技术研究与分析

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广东建材 2024年第1期40卷 150-152页

作者：邓坚李程林陈达深圳深港科技创新合作区发展有限公司中建八局第一建设有限公司

为探讨BIM技术在超高层复杂钢结构施工中的应用,提出优化方案。采用文献综述法,阐述BIM技术的基本概念和原理,并探讨其在超高层建筑和复杂钢结构施工中的应用。通过建立BIM模型,研究BIM技术在施工过程中的应用,包括施工过程优化和效率... 详细信息

为探讨BIM技术在超高层复杂钢结构施工中的应用,提出优化方案。采用文献综述法,阐述BIM技术的基本概念和原理,并探讨其在超高层建筑和复杂钢结构施工中的应用。通过建立BIM模型,研究BIM技术在施工过程中的应用,包括施工过程优化和效率提升。研究结果表明,BIM技术能够有效解决超高层复杂钢结构施工中的难点和安全问题,并提高施工效率和质量。

关键词： BIM技术超高层建筑复杂钢结构施工技术

燃用高碱煤锅炉的宽负荷对冲燃烧技术研究及应用

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热力发电 2024年第1期53卷 73-81页

作者：邓坚冉燊铭杨章宁范贤王杜佳郭洋洲李艳飞李维成高国栋潘绍成张秀昌清洁燃烧与烟气净化四川省重点实验室四川成都611731 东方电气集团东方锅炉股份有限公司四川自贡643001 华电新疆准东五彩湾发电有限公司新疆昌吉831700 西安热工研究院有限公司陕西西安710054

新疆准东高碱煤是优良的动力煤种,但大比例燃用高碱煤时锅炉设备易发生严重结渣问题,燃用准东煤锅炉的燃烧系统设计原则与提高低负荷稳燃能力的传统技术措施相矛盾。为解决该问题,基于煤粉稳定燃烧机理,研究了节油点火燃烧器布置优化、... 详细信息

新疆准东高碱煤是优良的动力煤种,但大比例燃用高碱煤时锅炉设备易发生严重结渣问题,燃用准东煤锅炉的燃烧系统设计原则与提高低负荷稳燃能力的传统技术措施相矛盾。为解决该问题,基于煤粉稳定燃烧机理,研究了节油点火燃烧器布置优化、中层燃烧器交错布置、煤粉浓度在线可调、燃烧器结构优化等措施。某燃用准东高碱煤的350 MW机组对冲燃烧锅炉深度调峰改造项目应用该技术,实现了不投油稳燃负荷低于18%额定负荷。

关键词：高碱煤对冲燃烧超低负荷稳燃技术防结渣工程应用

基于机器学习的淬冷沸腾最小膜态沸腾温度预测和灵敏度分析研究

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核动力工程 2024年

作者：张军权邓坚罗彦卢涛 1.北京化工大学机电工程学院 2.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北京化工大学机电工程学院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

淬冷沸腾广泛应用于核反应堆失水事故后燃料棒的冷却过程中，最小膜态沸腾温度(Tmin)的确定对核反应堆的安全运行至关重要。本文基于文献的实验数据，选用了3种典型机器学习模型：随机森林（RF）、人工神经网络（ANN）和极端梯度提升（X... 详细信息

淬冷沸腾广泛应用于核反应堆失水事故后燃料棒的冷却过程中，最小膜态沸腾温度(Tmin)的确定对核反应堆的安全运行至关重要。本文基于文献的实验数据，选用了3种典型机器学习模型：随机森林（RF）、人工神经网络（ANN）和极端梯度提升（XGBoost），对淬冷沸腾Tmin进行预测和影响因素灵敏度分析研究。结果表明，机器学习方式能够有效提高淬冷沸腾Tmin预测的准确性，其预测性能相较于传统的经验关联式有大幅提升，其中RF模型预测效果最优，决定系数R2为0.9770；通过结合RF模型和Sobol’全局灵敏度方法，得到对淬冷沸腾Tmin影响最大的参数为冷却剂过冷度，其次为初始壁温，长径比、压力、热物性对其影响较小。本文研究成果将为提高核反应堆的安全性提供理论指导。

关键词：淬冷沸腾最小膜态沸腾温度机器学习全局灵敏度