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钠火压力缓解技术研发及验证

核科学与工程 2024年第3期44卷 642-646页

作者：常一狄杜海鸥潘霖霖王荣东石文涛徐永兴中国原子能科学研究院北京102413

钠冷快堆一旦发生一回路辅助系统主管道大口径破口的钠泄漏事故,泄漏出来的高温钠会迅速燃烧起来,钠燃烧释放的巨大的热能会使发生事故的钠工艺间的温度和压力瞬间升高。本项目通过对混合钠火事故分析的国内外研究进展进行调研,提出针... 详细信息

钠冷快堆一旦发生一回路辅助系统主管道大口径破口的钠泄漏事故,泄漏出来的高温钠会迅速燃烧起来,钠燃烧释放的巨大的热能会使发生事故的钠工艺间的温度和压力瞬间升高。本项目通过对混合钠火事故分析的国内外研究进展进行调研,提出针对混合钠火的压力缓解设备设计,研究发生钠泄漏事故时形成的瞬间高压可以通过压力缓解措施有效释放到相邻工艺小室,且随释压气流带入相邻小室的钠滴燃烧不会超过该小室建筑物的耐压限值。通过模拟一回路钠工艺间设计基准钠泄漏事故,对钠火压力缓解装置进行性能验证,积累钠冷快堆的钠火安全防护系统运行经验。

关键词：钠冷快堆压力缓解钠火防护混合钠火

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快堆少群常数库制作方法的研究及验证

科学技术创新 2024年第14期 223-228页

作者：张崇霍兴凯胡赟徐李中国原子能科学研究院核工程设计研究所北京

我国目前在快堆核设计中应用的物理计算程序是节块法输运程序,少群常数库是计算的关键输入,少群常数的合理性直接影响物理计算的准确度。制作少群常数库的关键因素在于共振处理和均匀化并群计算。本文基于快堆特性提出一套少群常数库制... 详细信息

我国目前在快堆核设计中应用的物理计算程序是节块法输运程序,少群常数库是计算的关键输入,少群常数的合理性直接影响物理计算的准确度。制作少群常数库的关键因素在于共振处理和均匀化并群计算。本文基于快堆特性提出一套少群常数库制作方法并编写实现程序PASC5。利用中国实验快堆(CEFR)基准例题的实验数据对少群常数库制作方法及程序进行计算验证。本文的研究内容已应用于某些快堆工程项目的方案设计,并且通过实验数据进一步验证了该方法的正确性。

关键词：快堆少群常数 PASC5程序 CEFR基准例题

快中子反应堆堆芯物理分析方法的研究现状与发展建议

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原子能科学技术 2024年第3期58卷 513-527,I0004页

作者：吴宏春杨红义郑友琦曹良志杜夏楠杨勇刘一哲胡赟西安交通大学核科学与技术学院陕西西安710049 中国原子能科学研究院北京102413

快中子反应堆在核能可持续发展中扮演着重要角色,是各核强国都在致力发展的重点堆型。快堆物理计算是快堆核设计的基础,其计算方法的研究和相应计算程序的开发是快堆理论研究和数值模拟技术发展中极其重要的环节。本文对国内外快堆物理... 详细信息

快中子反应堆在核能可持续发展中扮演着重要角色,是各核强国都在致力发展的重点堆型。快堆物理计算是快堆核设计的基础,其计算方法的研究和相应计算程序的开发是快堆理论研究和数值模拟技术发展中极其重要的环节。本文对国内外快堆物理计算方法,特别是近20年来的发展变化进行了系统梳理,以对国内外专用和通用快堆物理计算程序的总结为线索,介绍了快堆物理分析理论体系的发展情况,对其中体现出的一致性特点和最近几年发展的趋势进行了分析,并对我国快堆堆芯物理分析方法的发展给出了建议,为我国快堆物理计算理论的进步和自主化的物理分析软件研发提供参考。

关键词：快中子反应堆反应堆物理堆芯分析方法软件开发

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钠冷快堆关键热工水力问题研究现状及展望

原子能科学技术 2024年第9期58卷 1797-1816页

作者：杨红义薛秀丽周志伟林超李虹锐高鑫钊余新太马晓肖宇白罗锐中国原子能科学研究院北京102413 清华大学北京100084

钠冷快堆因其高热效率、高燃料利用率和固有安全性,以及能够实现闭式燃料循环以减少长寿命放射性废物的独特优势,被认为是第四代核能系统的首选堆型,也是目前国际核能领域的研究热点。本文概述了国际钠冷快堆及热工水力领域的发展历程... 详细信息

钠冷快堆因其高热效率、高燃料利用率和固有安全性,以及能够实现闭式燃料循环以减少长寿命放射性废物的独特优势,被认为是第四代核能系统的首选堆型,也是目前国际核能领域的研究热点。本文概述了国际钠冷快堆及热工水力领域的发展历程和未来方向,并指出了当前钠冷快堆热工水力领域发展所面临的主要问题。结合我国的发展现状和挑战,本文针对热工水力研究领域的三个关键核心方面进行了深入分析:冷却剂钠的流动换热特性、堆芯热工水力分析方法,以及自然循环余热排出的设计与验证。总结了国际范围内的研究成果,分析了遇到的技术挑战和未来研究的发展趋势,并探讨了我国在这些领域的研究现状及未来的研究方向。这些分析和总结旨在为中国钠冷快堆技术在提高安全性和经济性方面的技术挑战提供指导,同时也为未来钠冷快堆的热工水力设计和优化提供重要的参考依据,以推动我国钠冷快堆技术的进一步发展。

关键词：钠冷快堆热工水力自然循环盒间流固有安全非能动安全固有热工流体安全性湍流模型

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超高温高功率密度的小型气冷堆堆芯方案研究

节能技术 2024年第5期 425-429页

作者：俞荣君杨睿李维汉孙征赵守智中国原子能科学研究院核工程设计研究所

高温气冷堆作为小型反应堆的技术路线之一，具有模块化设计、固有安全性、热转换效率高等优势，但其功率密度较小、堆芯尺寸较大，不利于系统部署。为此，本文基于改进包覆燃料颗粒的棱柱式弥散燃料元件，并采用控制鼓作为反应性控制方... 详细信息

高温气冷堆作为小型反应堆的技术路线之一，具有模块化设计、固有安全性、热转换效率高等优势，但其功率密度较小、堆芯尺寸较大，不利于系统部署。为此，本文基于改进包覆燃料颗粒的棱柱式弥散燃料元件，并采用控制鼓作为反应性控制方式，提出了一种超高温、高功率密度的小型气冷堆堆芯方案。该堆芯方案体积小于0.8 m3、体积功率密度可达39 MW/m3,出口温度高于1 200 K。通过RMC程序、Fluent软件分别进行中子学分析和热工分析，数值结果表明该方案合理可行，且具有固有安全性、具备正常停运的功能，同时拥有在15 MW热功率基础上进一步提高运行功率的能力。

关键词：核能小堆气冷堆超高温包覆燃料颗粒棱柱式燃料元件

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热管堆单根热管失效事故瞬态数值分析研究

原子能科学技术 2024年第9期58卷 1920-1929页

作者：韩冶杨思远文青龙柴宝华张亚坤中国原子能科学研究院北京102413 重庆大学重庆400044

热管冷却反应堆(热管堆)如果发生单根热管失效事故,可能会超过热管最大允许温度和功率并出现级联失效。本文以热管堆堆芯为研究对象,通过建立单根热管失效事故瞬态计算模型,利用ANSYS Mechanical APDL程序对不同工况单根热管失效事故进... 详细信息

热管冷却反应堆(热管堆)如果发生单根热管失效事故,可能会超过热管最大允许温度和功率并出现级联失效。本文以热管堆堆芯为研究对象,通过建立单根热管失效事故瞬态计算模型,利用ANSYS Mechanical APDL程序对不同工况单根热管失效事故进行了瞬态数值分析研究。结果表明:最恶劣工况是处于靠近外围热管失效的工况,基体最高温度为1314.16 K,芯块中心最高温度达到1352.49 K,热管最高工作温度为1149.84 K,均未超出容许工作温度限值,约123 s达到新的稳态;在最恶劣工况下,靠近中心的热管最高功率为83709.87 W,未超出热管传热极限范围,并能顺利达成新的稳态进行工作,不会有整体级联失效的风险。本文结果可为该堆型的设计提供热管失效事故的参考,并为堆芯结构设计奠定基础。

关键词：热管冷却反应堆热管失效级联失效瞬态数值分析

CARR减少冷源系统氦气消耗量的研究与实践

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产业创新研究 2024年第4期 87-89页

作者：张帅邹之全李建龙中国原子能科学研究院反应堆工程技术研究所北京102413

中国先进研究堆(CARR)冷源系统运行多年,随着设备老化,氦气消耗量较多。通过对氦制冷系统中三个相对独立的部分不同运行状态下的氦气消耗量的研究,查明了氦气消耗情况,提出了减少冷源系统氦气消耗量的措施并进行了实施,氦制冷系统的氦... 详细信息

中国先进研究堆(CARR)冷源系统运行多年,随着设备老化,氦气消耗量较多。通过对氦制冷系统中三个相对独立的部分不同运行状态下的氦气消耗量的研究,查明了氦气消耗情况,提出了减少冷源系统氦气消耗量的措施并进行了实施,氦制冷系统的氦气消耗量减少效果明显。本文对冷源系统减少氦气消耗量措施和实施情况进行了介绍。

关键词： CARR 氦制冷系统消耗量减少

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钠冷快堆二回路主冷却系统水锤数值模拟分析

电力勘测设计 2024年第6期 77-82页

作者：石宁邰永中国原子能科学研究院核工程设计研究所北京102413

为研究水锤现象对钠冷快堆主冷却系统安全稳定运行的影响,借助某数值模拟软件对系统在不同工况下的瞬态水锤特性进行研究。结果表明:停泵不关阀时系统不会出现水锤现象;一条支路瞬时关阀时所有支路会出现严重的水锤现象;当钠泵和所有支... 详细信息

为研究水锤现象对钠冷快堆主冷却系统安全稳定运行的影响,借助某数值模拟软件对系统在不同工况下的瞬态水锤特性进行研究。结果表明:停泵不关阀时系统不会出现水锤现象;一条支路瞬时关阀时所有支路会出现严重的水锤现象;当钠泵和所有支路的阀门同时关闭时管路中的水锤现象最明显,延长两者的关闭时间、关闭间隔时间或在阀前后加入新的设备都可减弱水锤现象。最后,从反应堆的设计阶段、施工阶段和运行阶段分别提出预防及削弱水锤的建议。

关键词：快中子增殖反应堆水锤主冷却系统数值模拟

基于改进A-star算法的三维管路路径规划

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中国科技期刊数据库工业A 2024年第4期 0001-0006页

作者：葛云逸余华金刘晨席振翔中国原子能科学研究院核工程设计研究所北京102413

管道布置设计经常受到多种因素的制约影响管道布置结果,管道自动布置方法能显著提高布置效率、降低经济成本、提高设计质量,并有望在核电领域得到广泛应用。针对传统网格划分方法存储数据量过大的问题,提出一种基于关键点的非均匀网格... 详细信息

管道布置设计经常受到多种因素的制约影响管道布置结果,管道自动布置方法能显著提高布置效率、降低经济成本、提高设计质量,并有望在核电领域得到广泛应用。针对传统网格划分方法存储数据量过大的问题,提出一种基于关键点的非均匀网格划分方法。针对传统A-star算法无法满足部分布置规则约束的问题,采用网格能量法处理吸引与排斥类约束,并在改进A-star算法中对实际代价与启发式函数进行优化。在厂房三维仿真模型中验证非均匀网格划分方法以及改进A-star算法的有效性。仿真结果表明,基于非均匀网格划分方法的改进A-star算法能够生成折弯数量更少的优质路径,并能够根据网格能量的参数设置生成沿特定壁面布置的管线方案。

关键词：智能算法非均匀网格网格能量法三维路径规划