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径向和轴向倒料行波堆概念设计研究

原子核物理评论 2014年第4期31卷 543-549页

作者：郑美银田文喜初晓张大林苏光辉秋穗正黄灏西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室西安710049 西安交通大学核科学与技术学院西安710049 中科华核电技术研究院有限公司广东深圳518000

给出了径向和轴向倒料行波堆堆芯的详细设计,通过燃耗计算软件MCORE对两种堆芯进行了分析计算。对于轴向行波堆,得到了稳定的核子密度分布和功率分布,并模拟出增殖-燃耗波。稳态时,kef f为1.065,波速约为5.0 cm/a,燃耗深度达到400.0 MWD... 详细信息

给出了径向和轴向倒料行波堆堆芯的详细设计,通过燃耗计算软件MCORE对两种堆芯进行了分析计算。对于轴向行波堆,得到了稳定的核子密度分布和功率分布,并模拟出增殖-燃耗波。稳态时,kef f为1.065,波速约为5.0 cm/a,燃耗深度达到400.0 MWD/kg-HM。对于径向倒料行波堆,采用由外向内的倒料方案,经过一定倒料周期后功率分布趋于稳定。研究发现,渐进稳态kef f随倒料周期的增加呈抛物线变化,燃耗深度随倒料周期的增加线性增大。以最低功率峰为依据,确定倒料周期450 d为最佳倒料周期。此时,渐进稳态kef f为1.020,平均燃耗达到156.0 MWD/kg-HM。

关键词：行波堆堆芯设计燃耗计算

基于MOOSE框架的五方程两相流分析程序开发

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原子能科学技术 2021年第8期55卷 1420-1428页

作者：牛钰航芦韡贺亚男邓超群向烽瑞巫英伟苏光辉秋穗正田文喜于洋卢忝余西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室陕西西安710049 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610213

基于多物理场耦合框架MOOSE,采用五方程两相流模型开发了模块化程序ZEBRA,实现了高阶时间、空间离散格式两相流动传热问题的求解。采用Bartolomei开展的垂直圆管过冷沸腾实验对ZEBRA进行验证,在不同热流密度、质量流密度、压力工况下,... 详细信息

基于多物理场耦合框架MOOSE,采用五方程两相流模型开发了模块化程序ZEBRA,实现了高阶时间、空间离散格式两相流动传热问题的求解。采用Bartolomei开展的垂直圆管过冷沸腾实验对ZEBRA进行验证,在不同热流密度、质量流密度、压力工况下,将程序计算值与实验值进行了数值验证和计算分析。结果表明:ZEBRA中五方程模型预测值与实验值符合良好,沸腾起始点和空泡份额的预测合理,表明ZEBRA初步具备了处理两相流问题的能力。

关键词： MOOSE 五方程两相流流动换热

辐照变形条件下板型燃料组件内热工水力特性研究

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核动力工程 2019年第S2期40卷 39-44页

作者：伍振兴李垣明巫英伟郑美银袁攀秋穗正苏光辉西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室西安710049 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

考虑流体与燃料组件辐照变形行为之间的相互作用,即双向流固耦合可以使辐照变形计算结果更加符合实际和更为准确,本研究基于Fluent-MpCCI-Abaqus流固耦合技术,实现了对板型燃料组件和冷却剂三维精细流固耦合的模拟,并采用Fluent共轭传... 详细信息

考虑流体与燃料组件辐照变形行为之间的相互作用,即双向流固耦合可以使辐照变形计算结果更加符合实际和更为准确,本研究基于Fluent-MpCCI-Abaqus流固耦合技术,实现了对板型燃料组件和冷却剂三维精细流固耦合的模拟,并采用Fluent共轭传热方法对Fluent-MpCCI-Abaqus流固耦合技术进行了对比验证,结果表明两者计算结果符合良好。另外,采用热膨胀方法研究了燃料板辐照肿胀变形程度对流场和温度场的影响,计算结果表明,肿胀变形程度对冷却剂各通道的流量分配和出口温度影响较大,当燃料板肿胀变形量为0.39 mm时,总流量降低为无肿胀变形条件下的72%,各通道流量也随之降低,且变形程度大的通道变化更加显著;随着燃料板肿胀变形程度的升高,中心通道的冷却剂出口温度变化显著,从无变形到变形量为0.39 mm,出口温度从558 K升高到573 K,冷却剂温度上升15 K。

关键词：板型燃料组件三维流固耦合技术热工水力特性

基于粒子法的流量脉动条件下单气泡上升行为研究

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核动力工程 2019年第S2期40卷 15-20页

作者：张明昊陈荣华郭凯伦赵大卫田文喜苏光辉秋穗正西安交通大学核科学与技术系西安710049 中国核动力研究设计院中核核反应堆热工水力技术重点实验室成都610213

两相流动不稳定性广泛存在于核反应堆、常规动力装置、制冷化工以及航空航天等领域,流动不稳定性通常伴随着流体流速的周期性脉动。本文基于MPS-MAFL方法针对入口流量脉动条件下的单气泡垂直上升运动行为进行了特性分析。结果表明,脉动... 详细信息

两相流动不稳定性广泛存在于核反应堆、常规动力装置、制冷化工以及航空航天等领域,流动不稳定性通常伴随着流体流速的周期性脉动。本文基于MPS-MAFL方法针对入口流量脉动条件下的单气泡垂直上升运动行为进行了特性分析。结果表明,脉动条件下气泡形状与上升速度均以与入口流量相同的周期波动;且气泡上升速度周期性波动的大小随着液相初始流速以及流量脉动幅值的增大而增大。本文研究结果为深入认识流量脉动条件下两相流构型提供了有力的理论支持。

关键词： MPS-MAFL方法流量脉动气泡运动特性数值模拟

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燃料棒熔化行为的粒子网格混合法模拟研究

核动力工程 2019年第S2期40卷 51-56页

作者：李勇霖陈荣华蔡庆航田文喜左娟莉朱大欢邓坚秋穗正苏光辉陕西省先进核能重点实验室西安交通大学能源与动力工程学院多相流国家重点实验室西安710049 西安理工大学西安710049 中国核动力研究院核反应堆系统设计技术实验室成都610213

堆芯燃料组件熔化以及熔融物流动扩展行为具有不确定性且难以预测,为了研究燃料棒在发生严重事故时的熔化行为,采用一种粒子与网格耦合的方法(粒子网格混合法)对堆芯内燃料棒单棒的熔化行为进行了建模分析。通过数值探究了在燃料棒熔化... 详细信息

堆芯燃料组件熔化以及熔融物流动扩展行为具有不确定性且难以预测,为了研究燃料棒在发生严重事故时的熔化行为,采用一种粒子与网格耦合的方法(粒子网格混合法)对堆芯内燃料棒单棒的熔化行为进行了建模分析。通过数值探究了在燃料棒熔化过程共晶反应对熔化进程的影响。研究结果表明,在核反应堆发生严重事故时,燃料棒材料之间的共晶反应会使燃料芯块在低于其熔点的温度下发生熔解,熔化后物质形态呈烛滴状,其沿着燃料棒外表面向下迁移,在此过程中,高温中心也是随之向下移动而加快了燃料棒下部的熔化速度。因此,本研究建立的数值预测方法能够对堆芯燃料棒的熔化行为进行比较准确的模拟。

关键词：核反应堆严重事故燃料棒熔化行为粒子网格混合法

微机型压水堆堆芯安全分析程序的开发及若干问题分析

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核科学与工程 2000年第2期20卷 162-168页

作者：周涛贾斗南苏光辉秋穗正荣森林西安交通大学

建立了三区六节点压水堆堆芯数学模型。在微机的运行环境下 ,运用FORTRAN语言 ,采用模块化结构 ,编制了一套三区六节点压水堆堆芯安全分析程序 ,利用不同算法 ,研究并验证了堆芯稳态、瞬态各类运行工况 ,并对相关问题进行分析。

关键词：堆芯安全分析程序微机型压水堆 MRCPRS 程序

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新型海洋静默式热管反应堆的概念设计

中国基础科学 2021年第4期23卷 9-14页

作者：黄金露王成龙郭凯伦田文喜苏光辉秋穗正西安交通大学核科学与技术学院西安710049

本文提出一种能够提供100 kWe电功率的新型海洋静默式热管反应堆(NUSTER-100)电源系统,可为无人水下潜航器提供低噪音、长寿期的电力供应。该电源系统采用双层壳体布置,主要由反应堆堆芯、热管、屏蔽体、温差发电器热电转换系统和螺旋... 详细信息

本文提出一种能够提供100 kWe电功率的新型海洋静默式热管反应堆(NUSTER-100)电源系统,可为无人水下潜航器提供低噪音、长寿期的电力供应。该电源系统采用双层壳体布置,主要由反应堆堆芯、热管、屏蔽体、温差发电器热电转换系统和螺旋式余热排出系统等子系统组成。在反应堆堆芯中,UO;燃料棒、慢化棒和钠热管矩形排列布置,以及热管从堆芯双端伸出,其冷凝段与温差发电器相连,实现热电转换。

关键词：无人水下潜航器热管反应堆概念设计温差发电器核动力电源