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LOCA事故下碳化硅复合包壳失效概率计算

核技术 2023年第9期46卷 111-116页

作者：曹力文易柏全郝祖龙华北电力大学核科学与工程学院北京102206

碳化硅(SiC)复合包壳是未来轻水堆耐事故燃料(Accident Tolerant Fuel,ATF)包壳候选方案之一。本文主要研究了在失水事故(Loss Of Coolant Accident,LOCA)下双层SiC结构包壳的失效概率问题。基于SiC复合材料包壳失效概率计算方法,采用... 详细信息

碳化硅(SiC)复合包壳是未来轻水堆耐事故燃料(Accident Tolerant Fuel,ATF)包壳候选方案之一。本文主要研究了在失水事故(Loss Of Coolant Accident,LOCA)下双层SiC结构包壳的失效概率问题。基于SiC复合材料包壳失效概率计算方法,采用准稳态方法模拟计算了瞬态工况下的SiC复合材料包壳失效概率。通过分析各种应力在事故工况下的占比,对Weibull分布的两个特征参数进行敏感性分析;研究了不同燃耗对于失效概率的影响,模拟了在不同层厚比下包壳的失效概率。结果表明:复合层所占比例的变化、Weibull参数改变、在不同燃耗下发生LOCA事故,对于SiC复合材料包壳的瞬态失效概率都有着较为明显的影响。本文的研究有助于耐事故燃料包壳的开发与设计,为SiC复合材料包壳失效概率的进一步研究提供参考。

关键词：压水堆碳化硅复合包壳失水事故失效概率

常温C^(4+)辐照对多晶HIP-SiC力学性能的影响

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原子能科学技术 2022年第12期56卷 2601-2606页

作者：易柏全刘旭东郝祖龙华北电力大学非能动核能安全技术北京市重点实验室北京102206

热等静压(HIP)法具有提高材料致密度、抑制晶粒生长、避免晶粒取向等优点,常用于制备多晶6H-SiC材料。为探究HIP法制备的多晶6H-SiC辐照损伤特性,评价HIP工艺下碳化硅材料作为耐事故燃料包壳的可行性,以多晶6H-SiC为研究对象,分析样品... 详细信息

热等静压(HIP)法具有提高材料致密度、抑制晶粒生长、避免晶粒取向等优点,常用于制备多晶6H-SiC材料。为探究HIP法制备的多晶6H-SiC辐照损伤特性,评价HIP工艺下碳化硅材料作为耐事故燃料包壳的可行性,以多晶6H-SiC为研究对象,分析样品辐照前后的性能、结构等变化。为防止其他元素对实验造成影响,实验采用的辐照离子为C ^(4+),辐照剂量为1.8 dpa和5 dpa,并设置1组未辐照样品作对比。通过运用SEM、纳米压痕、XRD、拉曼光谱等测试分析多晶6H-SiC在离子辐照前后表面特征和性能参数的变化。研究结果表明,样品材料元素成分占比无明显变化,而硬度略有下降,晶格呈现损伤现象,但辐照很快趋于饱和且结构上未发生改变。因此从离子辐照方面分析,整体上HIP制备的多晶6H-SiC抗辐照能力较强,具有作为未来事故容错燃料基体的可能性。

关键词：耐事故燃料包壳 HIP-SiC 离子辐照性能表征

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基于数字信号处理技术的智能涡街流量计设计

基于数字信号处理技术的智能涡街流量计设计

作者：郝祖龙华北电力大学（北京）

学位级别：硕士

传统的涡街流量计是由信号处理电路模板来对涡街频率信号计数,然后根据体积流量与频率的关系得出瞬时流量和累计流量。这种方法精度差,易受噪声干扰,限制了仪表的量程下限;同时该处理电路通用性差,不同口径的一次仪表和测量不同流体要... 详细信息

传统的涡街流量计是由信号处理电路模板来对涡街频率信号计数,然后根据体积流量与频率的关系得出瞬时流量和累计流量。这种方法精度差,易受噪声干扰,限制了仪表的量程下限;同时该处理电路通用性差,不同口径的一次仪表和测量不同流体要配不同的处理电路。本文基于数字信号处理技术,设计并研制了一种以 MSP430F148 单片机为核心的智能涡街流量计,并预留了 HART 总线硬件接口。最后经实验室标定表明,该流量计精度高,抗干扰性强,扩大了量程下限,可用于小流量测量。

关键词：数字信号处理 MSP430F148 HART 总线涡街流量计

基于有效介质理论的碳化硅复合包壳管热导率计算模型

同方学位论文库评论

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同方学位论文库

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核科学与工程 2024年第1期44卷 187-193页

作者：杜婧郝祖龙华北电力大学核科学与工程学院北京102206

核燃料包壳热导率是核燃料元件传热性能研究和核安全设计的重要参数,SiC复合包壳的双层结构和其内层的SiC/SiC复合材料特性增加了预测包壳导热性能的复杂性。为预测双层SiC复合包壳及内层复合材料热导率,基于Markworth有效介质理论,考... 详细信息

核燃料包壳热导率是核燃料元件传热性能研究和核安全设计的重要参数,SiC复合包壳的双层结构和其内层的SiC/SiC复合材料特性增加了预测包壳导热性能的复杂性。为预测双层SiC复合包壳及内层复合材料热导率,基于Markworth有效介质理论,考虑孔隙率、温度、中子辐照等因素对SiC/SiC复合材料热导率的影响,在Markworth有效介质理论模型的基础上进行修正,计算了第二代、第三代SiC纤维增强的不同类型SiC/SiC复合材料热导率,并建立了双层SiC复合包壳热导率计算模型,初步预测了核电厂稳态运行期间双层SiC复合包壳的热导率。计算结果表明,核电厂稳态运行4个月后,辐照肿胀变形达到饱和,含第二代纤维的包壳热导率为3.9 W/(m·K),含第三代纤维的包壳热导率为4.8 W/(m·K)。

关键词：压水堆燃料包壳热导率 SiC复合材料有效介质模型

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智能控制在SGTR规程中的应用研究

核动力工程 2023年第5期44卷 130-135页

作者：袁睿郝祖龙袁金晓李鸣谦邓士光华北电力大学核科学与工程学院北京102206 中国核电工程有限公司北京100037

核电厂发生蒸汽发生器传热管破裂(SGTR)事故后,操纵员需按相应规程进行操作。但在事故序列处理中,一回路冷却剂的降温、降压效果大多依靠操纵员的运行经验。针对该问题,本文提出一种基于长短期记忆神经网络(LSTM)和自适应比例-积分-微分... 详细信息

核电厂发生蒸汽发生器传热管破裂(SGTR)事故后,操纵员需按相应规程进行操作。但在事故序列处理中,一回路冷却剂的降温、降压效果大多依靠操纵员的运行经验。针对该问题,本文提出一种基于长短期记忆神经网络(LSTM)和自适应比例-积分-微分(PID)的SGTR规程优化方法,并给出了实现流程。利用某1000 MW模拟机开展了SGTR事故模拟实验,基于模拟实验数据对本文方法进行了测试。仿真结果表明,与操纵员人工操作相比,本文提出的智能操作方法具有更好的降温、降压效果,本文方法可为核电厂事故规程的智能化操作提供一种新思路。

关键词：核电厂蒸汽发生器传热管破裂(SGTR) 运行规程优化长短期记忆神经网络(LSTM)

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一种复杂热力系统相关信号的选取方法

动力工程 2009年第11期29卷 1004-1007,1012页

作者：刘吉臻郝祖龙田亮华北电力大学控制科学与工程学院北京102206

充分利用火电厂生产运行的大量历史数据,提出了一种基于特征频段波动相似性的复杂热力系统相关信号选取方法.它针对信号变化时特征分量大多集中于某一频段的特性,利用带通滤波器消除趋势项及部分噪声干扰,通过计算归一化的滑动窗方差突... 详细信息

充分利用火电厂生产运行的大量历史数据,提出了一种基于特征频段波动相似性的复杂热力系统相关信号选取方法.它针对信号变化时特征分量大多集中于某一频段的特性,利用带通滤波器消除趋势项及部分噪声干扰,通过计算归一化的滑动窗方差突出了信号特征频段内的有效信息,以便于直观判断信号间的相关性.通过对某600 MW机组数据进行实例分析,表明该方法能简捷地寻找到燃烧扰动相关信号,并能区分这些信号的相关性强弱.

关键词：火电厂复杂热力系统数据挖掘相关信号波动相似性

网络攻击下安全级仪控系统人因失误风险分析初探

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核科学与工程 2022年第4期42卷 959-967页

作者：郝祖龙袁睿郝琦玉宇华北电力大学核科学与工程学院北京102206 非能动核能安全技术北京市重点实验室北京102206

为研究网络攻击下人因失误对核电站安全级仪控系统的风险影响,在传统概率安全评价模型基础上引入网络攻击要素,采用情境分析并结合核电厂应急运行规程研究了一种网络攻击下安全级仪控系统人因失误风险分析方法。简要分析了网络攻击可能... 详细信息

为研究网络攻击下人因失误对核电站安全级仪控系统的风险影响,在传统概率安全评价模型基础上引入网络攻击要素,采用情境分析并结合核电厂应急运行规程研究了一种网络攻击下安全级仪控系统人因失误风险分析方法。简要分析了网络攻击可能引发的操纵员失误行为,并给出相应人误风险分析方法及流程。以丧失二回路冷源为例,从人因失误角度定性分析了网络攻击导致的操纵员作业失误风险,建立了相应的人因失误风险故障树模型,并比较了不同人因失误概率下的事故发生概率。初步结果表明,人因在被明显误导的状况下,对应事故概率不可忽略,通过提高操纵员对网络攻击的认知能力可有效降低事故概率水平。

关键词：核电厂数字化仪控系统网络攻击人因失误故障树

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基于H_∞的锅炉再热汽温状态变量的控制

动力工程 2009年第12期29卷 1105-1109,1122页

作者：刘吉臻王淼鑫郝祖龙华北电力大学控制科学与工程学院自动化系北京102206 华北电力大学电站设备状态监测与控制教育部重点实验室北京102206

为了提高电站锅炉再热汽温的控制品质,改善目前锅炉再热汽温控制的技术,讨论了基于非线性状态空间模型的锅炉再热汽温控制系统的鲁棒H∞控制方法.通过建立锅炉再热汽温控制系统的非线性时滞不确定性状态空间模型,利用鲁棒H∞控制方法,... 详细信息

为了提高电站锅炉再热汽温的控制品质,改善目前锅炉再热汽温控制的技术,讨论了基于非线性状态空间模型的锅炉再热汽温控制系统的鲁棒H∞控制方法.通过建立锅炉再热汽温控制系统的非线性时滞不确定性状态空间模型,利用鲁棒H∞控制方法,给出了其状态变量控制器的设计,结果由线性矩阵不等式(LMI)描述.控制器是否存在取决于LMI是否可解,所得控制器不需要调整额外的参数.通过仿真研究,验证了本方法的有效性.

关键词：电站锅炉再热汽温非线性不确定性时滞系统状态空间鲁棒H∞控制 LMI

辐照监督重组冲击试样插入段选材的力学与数值模拟分析

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核动力工程 2023年第S1期44卷 113-118页

作者：唐云鹏朱卉平佟振峰马雁郝祖龙王栋华北电力大学核科学与工程学院北京102206 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

为解决核反应堆堆内空间有限而导致的辐照监督试样短缺问题,采用试样重组技术可利用有限的夏比冲击试样获得更多冲击数据,为核电厂的延寿提供数据支撑。本研究采用反应堆压力容器材料Ni-CrMo-V钢,分别在母材、焊缝和热影响区位置选材制... 详细信息

为解决核反应堆堆内空间有限而导致的辐照监督试样短缺问题,采用试样重组技术可利用有限的夏比冲击试样获得更多冲击数据,为核电厂的延寿提供数据支撑。本研究采用反应堆压力容器材料Ni-CrMo-V钢,分别在母材、焊缝和热影响区位置选材制备夏比冲击试样。结果表明,冲击试样在上平台区产生最大的塑性变形,而热影响区选材的上平台断头具有最大的塑性变形区,其长度约为8.5 mm。因此,Ni-CrMo-V钢重组试样的插入段最大长度应不大于19 mm。采用GTN模型模拟冲击过程与试验结果偏差小于5%,可有效用于冲击试样变形区长度的模拟。

关键词：辐照监督试样重组插入段硬度 GTN模型