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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

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UO_(2)燃料裂变气体渗流模型研究

核动力工程 2022年第3期43卷 226-231页

作者：李文杰齐飞鹏孙丹辛勇李权李垣明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 中国核动力研究设计院成都610213

为分析UO_(2)燃料晶界气泡连通导致裂变气体间歇性释放的动力学过程,从而解决目前扩散模型预测的沿芯块径向释放份额与实验测量不符的问题,采用二维渗流模型模拟UO_(2)燃料晶界气泡网络的演化及与燃料棒内自由空间连通的释放过程。研究... 详细信息

为分析UO_(2)燃料晶界气泡连通导致裂变气体间歇性释放的动力学过程,从而解决目前扩散模型预测的沿芯块径向释放份额与实验测量不符的问题,采用二维渗流模型模拟UO_(2)燃料晶界气泡网络的演化及与燃料棒内自由空间连通的释放过程。研究结果表明,渗流模型预测沿芯块径向的裂变气体释放份额在芯块中间部分出现局部峰值,并随着时间向芯块外侧推进,与辐照试验观察到不同燃耗下径向裂变气体分布现象定性符合。因此,本研究建立的渗流模型能够从机理上解释此前扩散模型未能预测的UO_(2)燃料裂变气体释放份额沿径向非单调分布现象。

关键词：模拟核燃料裂变气体释放渗流

三维燃料棒精细化模拟软件FUPAC3D与FUPAC的对比验证研究

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核动力工程 2022年第4期43卷 46-52页

作者：王严培刘振海齐飞鹏唐昌兵张坤周毅王鹏余霖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

为验证基于三维有限元分析平台建立的三维燃料棒精细化模拟软件FUPAC3D在分析评价压水堆燃料棒辐照-热-力耦合行为方面的能力和精度,本文给出了三维FUPAC3D软件采用的热学模型、燃料棒力学模型、裂变气体释放模型以及腐蚀模型,以华龙一... 详细信息

为验证基于三维有限元分析平台建立的三维燃料棒精细化模拟软件FUPAC3D在分析评价压水堆燃料棒辐照-热-力耦合行为方面的能力和精度,本文给出了三维FUPAC3D软件采用的热学模型、燃料棒力学模型、裂变气体释放模型以及腐蚀模型,以华龙一号典型燃料棒参数和运行工况作为输入参数,分别使用三维FUPAC3D软件和已工程化应用的1.5维FUPAC软件进行建模分析,并针对2种软件在芯块和包壳温度、包壳应力与应变、芯块与包壳间间隙宽度的计算结果进行对比研究。研究结果表明,FUPAC3D软件与FUPAC软件具有相当的精度,FUPAC3D软件具备压水堆燃料棒辐照-热-力耦合行为的精细化模拟能力。

关键词：燃料棒三维模拟对比验证

气冷堆用棱柱型弥散微封装燃料性能分析及优化研究

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核动力工程 2022年第2期43卷 89-95页

作者：赵波李权李垣明黄永忠马强粟敏刘振海齐飞鹏马超陈浩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

棱柱型弥散微封装燃料是将三重各向同性包覆(TRISO)燃料颗粒弥散于金属或陶瓷基体形成的颗粒增强复合燃料,具有良好的结构稳定性、裂变产物包容能力和辐照稳定性,是高温气冷堆中较具发展前景的燃料形式之一。本文提出将TRISO燃料颗粒弥... 详细信息

棱柱型弥散微封装燃料是将三重各向同性包覆(TRISO)燃料颗粒弥散于金属或陶瓷基体形成的颗粒增强复合燃料,具有良好的结构稳定性、裂变产物包容能力和辐照稳定性,是高温气冷堆中较具发展前景的燃料形式之一。本文提出将TRISO燃料颗粒弥散于SiC基体的棱柱型弥散微封装燃料设计方案,并基于有限元分析软件COMSOL建立了该燃料元件三维热流固耦合分析模型,初步实现了该燃料元件性能分析和优化设计。结果表明,棱柱型弥散微封装燃料元件的温度最大值位于燃料元件外侧,应力峰值位于冷却剂通道壁面,边距比为0.76~0.84、孔距比为0.68~0.75时燃料元件热应力最小。本文建立的棱柱型弥散微封装燃料性能分析方法和研究结论,可为后续该型气冷堆燃料元件设计提供指导和参考。

关键词：棱柱型弥散微封装燃料 COMSOL 热流固耦合优化

液态金属冷却快堆燃料元件的性能分析程序开发及应用

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液态金属冷却快堆燃料元件的性能分析程序开发及应用

作者：齐飞鹏中国科学技术大学

学位级别：硕士

燃料元件是反应堆内的核心部件,保证其在正常工况下的可靠性及极端事故工况下的完整性是燃料元件设计的重要目标之一。因此,对其服役性能的分析是指导燃料元件设计、预测燃料元件服役寿命、保证反应堆安全运行的重要课题之。本文针对液... 详细信息

燃料元件是反应堆内的核心部件,保证其在正常工况下的可靠性及极端事故工况下的完整性是燃料元件设计的重要目标之一。因此,对其服役性能的分析是指导燃料元件设计、预测燃料元件服役寿命、保证反应堆安全运行的重要课题之。本文针对液态金属冷却快堆的棒状燃料元件开发了稳态性能分析程序“KMC-fuel”,用于模拟燃料元件在服役期间的热性能、力学性能及辐照性能演化,为液态金属冷却快堆燃料元件的设计及安全评价提供参考。KMC-fuel以燃料元件的热、力分析模块为主体框架,耦合服役期间的材料行为模型,搭建了一个多物理场耦合的性能分析程序。热分析方面,在轴对称径-轴平面内,联立结构内的固体导热方程及冷却剂对流方程,结合间隙及流体侧换热边界条件得到了描述燃料元件内热量输运过程的温度控制方程组。基于有限容积及有限差分方法,采用Gauss-Seidel线迭代算法数值求解离散后的代数方程组,从而得到燃料元件内的温度场分布。裂变气体释放是影响燃料元件热、力学性能演化的重要过程。KMC-fuel采用修正Booth球模型描述晶内气体扩散过程,基于URGAS算法求解非定常条件下的晶内气体释放;考虑晶间气体饱和及晶粒边界扫掠的影响,实现了裂变气体释放的多阶段模拟。力学分析方面,基于轴对称、广义平面应变及小变形等基本假设,将复杂的燃料棒力学问题简化为一维径向与一维轴向的耦合。在考虑燃料热膨胀、塑性、蠕变、肿胀、密实化等堆内行为的基础上,引入横观各向同性假设模拟芯块开裂导致的应力释放,引入重定位模型描述开裂碎片对间隙的吸收。当芯块-包壳发生接触后,在滑移接触状态下,采用基于Signoriini条件的迭代格式求解接触载荷。最后基于应力的数值差分算法实现了该非线性力学问题的迭代求解。基于上述基本算法,耦合燃料元件服役期间的材料行为模型,完成了 KMC-fuel程序的开发。同时开展了从模块到整体的程序验证工作,包括了线弹性及热弹性理论算例、LIFEANLS及FEAST程序预测结果、FFTF ACO-1及JOYOMK-1、MK-2实验数据,结果表明KMC-fuel能够准确预测燃料元件在稳态工况下的性能演化。最后,利用KMC-fuel初步实现了 1000MW模块化铅冷快堆M2LFR-1000燃料元件的长寿期性能分析及安全评价。结果表明,在稳态工况下燃料元件能够满足各项安全准则:燃料最大燃耗深度约46.13 MWd/kg,燃料中心最高温度约1547℃(限值2300℃),包壳最高温度约530℃(限值550℃/750℃),寿期末气腔压力约1.74MPa(限值5MPa),包壳最大应变0.477%(限值3%),最大热蠕变3.99×10-4%(限值0.2%/1%),包壳最大累积损伤约2.99×10-7(限值0.2～0.3)。总体上,M2LFR-1000燃料元件设计较为保守,燃料温度、气腔压力及包壳损伤等具有较大裕量,安全性能良好。

关键词：液态金属冷却快堆燃料元件性能分析裂变气体释放芯块-包壳机械相互作用程序开发 M2LFR-1000

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英国会计师事务所治理守则的最新修订与启示

财务与会计 2024年第4期 78-81页

作者：齐飞强薇中国注册会计师协会普华永道中天会计师事务所(特殊普通合伙)

2022年4月,英国财务报告理事会发布最新修订的《会计师事务所治理守则》。针对守则的最新变化,本文全面分析了修订的背景与主要内容,并在此基础上提出建议,以期对加强我国会计师事务所内部治理、促进我国注册会计师行业高质量发展有所... 详细信息

2022年4月,英国财务报告理事会发布最新修订的《会计师事务所治理守则》。针对守则的最新变化,本文全面分析了修订的背景与主要内容,并在此基础上提出建议,以期对加强我国会计师事务所内部治理、促进我国注册会计师行业高质量发展有所裨益。

关键词：英国财务报告理事会会计师事务所内部治理

国际可持续准则理事会关于SASB标准的最新修订与启示

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中国注册会计师 2024年第3期 116-120页

作者：齐飞黄烁中国注册会计师协会中国财政科学研究院研究生院

为解决可持续发展会计（SASB）标准的国际适用性问题，确保国际财务报告可持续披露准则（ISDS）顺利实施，国际可持续准则理事会（ISSB）于2022年至2023年对SASB标准进行了修订，并于2023年12月发布了修订后的相关SASB标准。本文详细分... 详细信息

为解决可持续发展会计（SASB）标准的国际适用性问题，确保国际财务报告可持续披露准则（ISDS）顺利实施，国际可持续准则理事会（ISSB）于2022年至2023年对SASB标准进行了修订，并于2023年12月发布了修订后的相关SASB标准。本文详细分析了SASB标准的修订背景、主要内容、公众意见反馈和最终采纳情况，以期为我国可持续信息披露标准建设提供借鉴和参考。

关键词： ISSB SASB标准国际适用性启示

基于机器学习的燃料棒温度分布代理模型构建方法研究

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核动力工程 2023年第S2期44卷 1-5页

作者：刘振海齐飞鹏周毅李垣明李文杰曾未辛勇王浩煜马超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

为提高大规模燃料棒性能模拟的计算效率,以燃料棒温度预测为例,研究了燃料棒温度分布预测代理模型(简称“代理模型”)的构建方法。以燃料棒性能分析程序COPERNIC的计算结果作为数据源,采用k-means聚类算法筛选代表性的训练数据,训练了4... 详细信息

为提高大规模燃料棒性能模拟的计算效率,以燃料棒温度预测为例,研究了燃料棒温度分布预测代理模型(简称“代理模型”)的构建方法。以燃料棒性能分析程序COPERNIC的计算结果作为数据源,采用k-means聚类算法筛选代表性的训练数据,训练了4个全连接前馈神经网络,分别能够考虑冷却剂流动传热及氧化膜生长影响的包壳外表面温度预测、包壳径向温度分布预测、燃料芯块和包壳间隙变化影响的燃料芯块外表面温度预测、燃料芯块径向温度分布预测。通过这些神经网络的组合,可以根据输入的燃料棒功率史快速预测出燃料棒不同时刻的温度分布。数值试验表明:构建的代理模型相比COPERNIC程序计算速度提升约204倍,同时具有较高精度。在整个数据集上,包壳温度和燃料芯块温度预测的平均偏差分别为0.07℃、0.44℃。

关键词：神经网络燃料棒温度代理模型燃料行为

蜂窝网络下同时同频全双工设备到设备组网的干扰协调算法

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电子与信息学报 2024年

作者：周阅天邵士海齐飞时成哲电子科技大学通信抗干扰全国重点实验室中国电信股份有限公司研究院移动与终端技术研究所

蜂窝网络下的同时同频全双工(CCFD)设备到设备(D2D)组网可以进一步提升网络频谱效率，然而由此引入的残余自干扰(RSI)及蜂窝用户(CU)与D2D用户(DU)之间共享频谱的干扰会严重影响到蜂窝用户的体验。因此，该文为蜂窝网络下同时同频全双... 详细信息

蜂窝网络下的同时同频全双工(CCFD)设备到设备(D2D)组网可以进一步提升网络频谱效率，然而由此引入的残余自干扰(RSI)及蜂窝用户(CU)与D2D用户(DU)之间共享频谱的干扰会严重影响到蜂窝用户的体验。因此，该文为蜂窝网络下同时同频全双工组网设计了两种干扰协调算法，即CU和速率最大化算法(MaxSumCU)与CU最小速率最大化算法(MaxMinCU)，在小区频谱效率得到提升的同时尽可能地保证CU的体验。对于MaxSumCU算法，该文以CU和速率为优化目标建立混合整数非线性规划问题(MINLP)，其在数学上为非确定性多项式(NP-hard)问题。算法将其分解为功率控制与频谱资源分配两个子问题，并用图形规划找到最优功率解后，使用二向图最大权值匹配算法决定频谱共享的CU与DU。为了保证每一个蜂窝用户体验的公平性，本文设计了MaxMinCU算法用以最大化所有CU速率中的最小值，该算法基于二分查找与二向图最小权值匹配算法来完成用户的资源分配。数值结果表明，与小区和速率最大化(MaxSumCell)设计相比，该文所提的两种算法在提升小区和速率的同时均有效地提升了蜂窝用户的体验。

关键词：蜂窝网络下设备到设备组网同时同频全双工二向图最大(小)权值匹配公平性算法