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板型燃料元件内部缺陷的无损检测

原子能科学技术 2017年第12期51卷 2318-2325页

作者：张小刚朱永利雷金艳葛腾张涵中核北方核燃料元件有限公司内蒙古包头014035

本文使用超声波水浸单探头反射法对不贴紧缺陷进行了检测,根据缺陷反射波的形状及在时域上的位置对缺陷的深度和类型进行了分析评价。使用^(241)Am源59.5keV的单能窄缝γ射线,对芯体分布的均匀性进行了检测。根据特定检测频率下包壳厚... 详细信息

本文使用超声波水浸单探头反射法对不贴紧缺陷进行了检测,根据缺陷反射波的形状及在时域上的位置对缺陷的深度和类型进行了分析评价。使用^(241)Am源59.5keV的单能窄缝γ射线,对芯体分布的均匀性进行了检测。根据特定检测频率下包壳厚度与涡流阻抗变化的对应关系对包壳厚度进行了分析评价。通过超声、射线和涡流检测方法对板型燃料元件内部缺陷检测并给予评价,保证产品质量。

关键词：板型燃料元件无损检测内部缺陷检测核燃料元件

板型燃料元件反应堆瞬态热工水力分析程序的开发与验证

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核动力工程 2019年第5期40卷 18-22页

作者：刘伟张勇蒋孝蔚张诚张大林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 西安交通大学核科学与技术学院西安710049

针对核动力系统瞬态分析的需求,建立板型燃料反应堆的热工水力数学物理模型,开发了具有自主知识产权的核动力系统瞬态热工水力分析程序SYSTRAN,并采用中国先进研究堆(CARR堆)的设计工况和国际原子能机构(IAEA)基准题的堵流瞬态数据对程... 详细信息

针对核动力系统瞬态分析的需求,建立板型燃料反应堆的热工水力数学物理模型,开发了具有自主知识产权的核动力系统瞬态热工水力分析程序SYSTRAN,并采用中国先进研究堆(CARR堆)的设计工况和国际原子能机构(IAEA)基准题的堵流瞬态数据对程序进行了验证。计算结果表明,堆芯流量分配、出口温度等关键参数与验证数据吻合良好,初步证明了本程序适用于板型燃料反应堆系统瞬态热工水力分析。

关键词：板型燃料元件热工水力瞬态分析 CARR 国际原子能机构(IAEA)基准题

板型燃料元件入口堵流条件下堆芯热工水力特性研究

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核动力工程 2014年第5期35卷 138-142页

作者：李小榕彭诗念毕树茂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610041

应用多维堆芯物理与热工水力耦合程序PORSTA,充分考虑堆芯局部热工水力与中子动力学间的反馈效应,更贴近实际地模拟板型燃料元件堆芯的堵流状态,研究局部堵塞对堆芯热工水力特性的影响。结果表明:局部堵塞会引起强烈的堆芯局部热工水力... 详细信息

应用多维堆芯物理与热工水力耦合程序PORSTA,充分考虑堆芯局部热工水力与中子动力学间的反馈效应,更贴近实际地模拟板型燃料元件堆芯的堵流状态,研究局部堵塞对堆芯热工水力特性的影响。结果表明:局部堵塞会引起强烈的堆芯局部热工水力和中子物理间的反馈效应,堵塞通道内将引入显著负反应性,功率下降;同时由于冷却剂流量减小,冷却条件恶化,通道内燃料中心温度、包壳表面温度以及冷却剂平均温度显著上升。堵塞局部亦将对全堆芯的热工水力特性产生影响。

关键词：三维物理-热工耦合板型燃料元件堵流

基于流固耦合方法的核反应堆板型燃料元件流弹性失稳现象研究

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基于流固耦合方法的核反应堆板型燃料元件流弹性失稳现象研究

板型核燃料元件包壳内芯体边界识别与定位检测系统

第十六届全国反应堆热工流体学术会议暨中核核反应堆热工水力技术重点实验室2019年学术年会

作者：王莹杰王明军张大林田文喜秋穗正苏光辉西安交通大学核科学与技术系

本文针对板型燃料元件流弹性失稳现象开展数值模拟研究,利用多物理场耦合软件MPCCI,耦合CFD程序FLUENT和力学分析程序ABAQUS,实现CFD模型和FEA模型之间的双向数据交换,解决冷却剂流动与燃料板形变之间的流固耦合问题。本文建立了两块燃... 详细信息

本文针对板型燃料元件流弹性失稳现象开展数值模拟研究,利用多物理场耦合软件MPCCI,耦合CFD程序FLUENT和力学分析程序ABAQUS,实现CFD模型和FEA模型之间的双向数据交换,解决冷却剂流动与燃料板形变之间的流固耦合问题。本文建立了两块燃料板三流体通道的三维分析模型,得到了不同入口速度条件下燃料板的形变情况,模拟结果表明冷却剂速度低于"临界Miller速度"时,板也会产生形变,且板的最大形变位置出现在板的入口位置;研究了板的最大形变量与入口速度之间的关系;还研究了板的最大形变量及最大形变位置与板的弹性模量之间的关系。模拟结果可为核反应堆板型燃料元件的设计和安全分析提供一些有用的方法和数据参考。

关键词：板型燃料元件流弹性失稳流固耦合临界速度弹性模量

来源： cnki会议评论

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无损检测 2023年第1期45卷 58-61,71页

作者：张小刚俞东宝汤慧朱永利葛腾中核北方核燃料元件有限公司包头014035

芯体定位检测技术是保证产品质量的关键方法,为了满足工程化应用需求,采用X射线数字成像技术,设计开发机械运动机构(包括自动上下料、X射线扫描运动机构等)、图像处理算法(包括图像失真的矫正、芯体轮廓和离散颗粒的识别)、芯体定位算法... 详细信息

芯体定位检测技术是保证产品质量的关键方法,为了满足工程化应用需求,采用X射线数字成像技术,设计开发机械运动机构(包括自动上下料、X射线扫描运动机构等)、图像处理算法(包括图像失真的矫正、芯体轮廓和离散颗粒的识别)、芯体定位算法等,建立了用于板型燃料元件芯体边界识别的芯体自动定位系统,研制了检测设备,实现了板型燃料元件芯体的自动定位检测。

关键词： X射线数字成像弥散燃料元件板型燃料元件芯体定位算法

弥散燃料元件在不同工况下的热-力耦合特性分析

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弥散燃料元件在不同工况下的热-力耦合特性分析

SCDAP/RELAP5分析UO_2-Zr板型元件严重事故的方法研究

中国核学会2023年学术年会

作者：冯致远郭文利张文文清华大学核能与新能源技术研究院

考虑到燃料组件条件苛刻的工况,研究试验堆燃料元(组)件的设计、制造及正式入堆服役是一个复杂过程。在模拟燃料元(组)件堆内运行情况时,需要考虑各种物理变量复杂的相互关系,这给计算模拟带来了挑战。本研究以板型弥散燃料元件为研究对... 详细信息

考虑到燃料组件条件苛刻的工况,研究试验堆燃料元(组)件的设计、制造及正式入堆服役是一个复杂过程。在模拟燃料元(组)件堆内运行情况时,需要考虑各种物理变量复杂的相互关系,这给计算模拟带来了挑战。本研究以板型弥散燃料元件为研究对象,从运行工况下不同物理参量对力学性能的影响出发,分析了对应的敏感性,从而简化了分析过程和物理参量。之后利用流固耦合分析了不同扰动工况下燃料板的瞬态力学性能,计算结果表明,在有限的扰动情况下,燃料板力学性能稳定,板间水隙形状虽然有变化,但平均宽度无明显改变,形状的变化不会对传热造成很大影响。

关键词：流固耦合敏感性分析力学性能 Abaqus 板型燃料元件

来源： cnki会议评论

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核动力工程 2013年第S1期34卷 32-36页

作者：张卓华彭诗念黄善仿于俊崇清华大学工程物理系北京100084 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610041

SCDAP/RELAP5是一种常见的机理性严重事故分析程序,能够分析多种类型的堆芯构件。通过对比分析SCDAP/RELAP5程序模拟棒形燃料元件与板型燃料元件堆芯在严重事故下行为的分析模型,结合UO2-Zr板型状元件堆芯的特性,提出了运用并改进SCDAP/... 详细信息

SCDAP/RELAP5是一种常见的机理性严重事故分析程序,能够分析多种类型的堆芯构件。通过对比分析SCDAP/RELAP5程序模拟棒形燃料元件与板型燃料元件堆芯在严重事故下行为的分析模型,结合UO2-Zr板型状元件堆芯的特性,提出了运用并改进SCDAP/RELAP5程序模拟UO2-Zr板型元件堆芯在严重事故下行为的研究方案。对程序结构的分析结果表明,SCDAP/RELAP5程序部分结构和模型适用于对UO2-Zr板型元件进行基本的严重事故分析,但需要通过创建新部件、研究新模型,并与已有模型的重新组合搭配才能较为精准地模拟UO2-Zr板型元件严重事故的实际行为。

关键词： SCDAP/RELAP5 板型燃料元件严重事故

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板型先进高温堆的可燃毒物装载优化

核技术 2015年第1期38卷 72-79页

作者：魏书华余笑寒邹杨戴叶朱贵凤中国科学院上海应用物理研究所嘉定园区上海201800 中国科学院大学北京100049 中国科学院核辐射与核能技术重点实验室上海201800

板型先进高温堆(Advanced high-temperature reactor,AHTR)的设计概念是由美国橡树岭国家实验室提出并发展的,由于其初始剩余反应性较高,除控制棒外,还考虑采用可燃毒物来补偿剩余反应性。本文通过比较6种候选可燃毒物在燃耗后期的毒物... 详细信息

板型先进高温堆(Advanced high-temperature reactor,AHTR)的设计概念是由美国橡树岭国家实验室提出并发展的,由于其初始剩余反应性较高,除控制棒外,还考虑采用可燃毒物来补偿剩余反应性。本文通过比较6种候选可燃毒物在燃耗后期的毒物残留特性,从中选取了B4C、Gd2O3、CdO和Er2O3四种球形可燃毒物,采用MCNP与Origen2的耦合程序对其尺寸和装载量进行优化计算。结果表明,可燃毒物Er2O3性能最佳,当每块燃料板装载176 g颗粒半径为740μm的Er2O3时,剩余反应性大约从39 000 pcm降到4 400 pcm,燃耗深度只降低约3%。

关键词：先进高温堆板型燃料元件可燃毒物

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IP200堆芯物理设计改进

IP200堆芯物理设计改进

作者：王幸哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

IP200(Integral PWR 200)是由哈尔滨工程大学提出初步概念设计方案的一体化压水反应堆,其在堆芯热工、蒸汽发生器等方面已做过较为详细的研究,但由于该反应堆物理设计方面只是做过二维的设计计算,并且由于控制棒设计在机械上存在一定的... 详细信息

IP200(Integral PWR 200)是由哈尔滨工程大学提出初步概念设计方案的一体化压水反应堆,其在堆芯热工、蒸汽发生器等方面已做过较为详细的研究,但由于该反应堆物理设计方面只是做过二维的设计计算,并且由于控制棒设计在机械上存在一定的不合理性,故需进行改进设计,以用来指导小型堆的研究。本文在首先使用Studvisk公司开发的基于界面流耦合的碰撞概率法的二维燃耗计算程序HELIOS-1.11对组件的物理特性进行研究,通过分析选出符合设计要求的燃料组件。并通过分别研究带有控制棒和可燃毒物组件的物理特性,最终确定可能用于所设计的反应堆中的组件类型。其次通过编写基于矩形窄通道的热工单通道模型,提出堆芯的初步设计方案。由于在扩散计算时需要连续的截面参数,需要对HELIOS计算出的多种组件截面进行处理,本文为适应高燃耗的堆芯计算,提出了分段拟合方法,大幅度提高了截面拟合的计算精度。通过修改REMARK计算程序,使其适用于六角形组件堆芯的准稳态计算,并通过与成熟的设计软件进行对比,证明了修改软件的合理性。并通过将热工与物理模型相耦合,利用热工程序为物理提供一个更符合实际情况的温度和密度分布,实现核热准稳态耦合计算,完善设计计算所使用的程序。最后通过使用计算程序,对堆芯控制棒不同的布置方式和提棒方式进行比较,获得较好的提棒方式。并通过对不同布置方式的可燃毒物布置进行设计计算,比较不同设计方案的特性,提出最终的堆芯设计方案,并对该设计方案的部分稳态物理和热工性能进行了验证,为应用板型燃料元件的小型一体化压水堆IP200的堆芯物理设计提供了理论及参考依据。

关键词：板型燃料元件 IP200 组件物理特性堆芯核设计