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反应堆严重事故卸压管线瞬态传热特性与高温蠕变效应研究

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中国科学：技术科学 2021年第2期51卷 176-184页

作者：唐琼辉周瑞王明毓刘崇义彭跃吴高峰核电安全监控技术与装备国家重点实验室中广核工程有限公司深圳518172 深圳中广核工程设计有限公司深圳518172

严重事故预防和缓解措施能够保障反应堆安全稳定运行,在核动力厂设计中具有重要意义.本研究构建了反应堆严重事故卸压管线瞬态响应模型,实现了适用于卸压管线的传热特性及蠕变特性仿真.基于某三代压水堆典型假想严重事故的瞬态特性及严... 详细信息

严重事故预防和缓解措施能够保障反应堆安全稳定运行,在核动力厂设计中具有重要意义.本研究构建了反应堆严重事故卸压管线瞬态响应模型,实现了适用于卸压管线的传热特性及蠕变特性仿真.基于某三代压水堆典型假想严重事故的瞬态特性及严重事故卸压管线的功能性要求,采用RELAP/SCDAPSIM和CFX程序开展了传热特性研究,明确了严重事故工况下的管道壁面的压力和温度特点,进一步采用Larson-Miller模型实现了管道蠕变特性研究.研究表明,在典型严重事故工况下严重事故卸压管线温度远低于反应堆堆芯熔融温度1200°C,但为防止高温蠕变失效,在瞬态设计时应尽量避免来流介质压力和温度同时偏高的情况;此外,严重事故卸压管线采用奥氏体不锈钢时钢材中的铬(Cr)含量对管道高温蠕变失效有较大的敏感性影响,铬含量原则上应高于12%.本研究为严重事故卸压管线的瞬态工况确定、管线高温蠕变失效评定和设计优化提供了理论支撑,对核电厂严重事故预防和缓解措施的设计有着重要意义.

关键词：反应堆堆芯严重事故卸压管线瞬态传热特性蠕变失效效应

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离子辐照样品的表面处理方法研究

核动力工程 2017年第3期38卷 61-64页

作者：李承亮束国刚中广核工程有限公司核电安全监控技术与装备国家重点实验室广东深圳518172

离子辐照实验已广泛应用于评价反应堆压力容器钢的辐照损伤效应,这对样品表面状态提出了苛刻的要求。分别采用机械抛光、振动抛光、电化学抛光与真空退火的方法对RPV钢样品表面进行了处理,采用慢束正电子湮没-多普勒展宽谱实验表征了样... 详细信息

离子辐照实验已广泛应用于评价反应堆压力容器钢的辐照损伤效应,这对样品表面状态提出了苛刻的要求。分别采用机械抛光、振动抛光、电化学抛光与真空退火的方法对RPV钢样品表面进行了处理,采用慢束正电子湮没-多普勒展宽谱实验表征了样品表面的损伤层状态,采用纳米压痕测试表征了样品表面的应力状态。实验结果表明:对于RPV钢离子辐照样品,建议优先采用机械抛光+真空退火处理的方法处理样品表面,其次可采用电化学抛光处理方法。同时指出了该结论也适用于材料化学成分、强度与韧性等力学性能及热处理状态等相近的其他低合金钢离子辐照样品的表面处理。

关键词：离子辐照样品表面状态慢束正电子湮没-多普勒展宽谱实验纳米压痕硬度测试反应堆压力容器钢

压水堆核电厂一回路冷却剂系统中锕系核素质量评估方法研究

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核动力工程 2024年第2期45卷 47-52页

作者：熊军吕炜枫郭润春高耀毅蒋振宇中广核工程有限公司核电安全监控技术与装备国家重点实验室广东深圳518172

为评估压水堆核电厂燃料包壳破损时的工作人员辐射风险和燃料包壳破损程度,基于特征物理量建立一回路冷却剂系统中锕系核素质量评估方法。本文基于锕系核素的生成和迁移机理,建立了一回路冷却剂系统中锕系核素的平衡方程组,并选取3种易... 详细信息

为评估压水堆核电厂燃料包壳破损时的工作人员辐射风险和燃料包壳破损程度,基于特征物理量建立一回路冷却剂系统中锕系核素质量评估方法。本文基于锕系核素的生成和迁移机理,建立了一回路冷却剂系统中锕系核素的平衡方程组,并选取3种易监测的特征物理量用以评估锕系核素向一回路冷却剂系统的释放量及其分布,并建立了一回路冷却剂系统中锕系核素质量的评估方法。然后分别采用国内在役压水堆核电厂无燃料包壳破损和有燃料包壳破损的实测数据对建立的评估方法进行了验证,验证结果表明:建立的评估方法可在无燃料包壳破损和有燃料包壳破损的情况下对一回路冷却剂系统中锕系核素质量进行评估,评估结果和预期符合。本文研究成果可为压水堆核电厂运行期间一回路冷却剂系统中锕系核素质量及其分布评估提供指导,从而优化后端的工作人员防护措施,降低辐射风险。

关键词：压水堆核电厂一回路冷却剂系统锕系核素

气隙和接触热阻对乏燃料干法转运容器热工安全影响研究

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核动力工程 2021年第6期42卷 230-236页

作者：祝玲琳唐琼辉陈柳彤中广核工程有限公司核电安全监控技术与装备国家重点实验室广东深圳518172 深圳中广核工程设计有限公司上海200241

结构壳体与铅层之间的间隙是转运容器向外排出衰变热的重要路径之一,2者之间的传热受到接触热阻的影响。在对转运容器热工安全评估的基础上,针对灌铅工艺中产生的铅层和结构壳体之间的接触热阻设定不同厚度的空气间隙,采用FLUENT软件进... 详细信息

结构壳体与铅层之间的间隙是转运容器向外排出衰变热的重要路径之一,2者之间的传热受到接触热阻的影响。在对转运容器热工安全评估的基础上,针对灌铅工艺中产生的铅层和结构壳体之间的接触热阻设定不同厚度的空气间隙,采用FLUENT软件进行了水平转运期间的瞬态数值模拟。结果表明,铅层和结构壳体之间的空气间隙层所产生的接触热阻致使2者之间产生显著的温差,温差随空气层厚度增加而变大,温差过大易导致铅层过热从而失去屏蔽安全功能;在转运容器的设计和制造中,灌铅工艺的优化应以缩小铅层和结构壳体间的间隙为目标,增强2层结构间的贴合度,以提高转运容器的热工安全性能。

关键词：乏燃料干法贮存转运容器热工安全分析气隙和接触热阻

基于机器视觉技术的乏燃料贮存格架自动定位试验方法研究与应用

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核动力工程 2020年第6期41卷 198-201页

作者：程伟王磊胡建华王志明张鹏汲大朋核电安全监控技术与装备国家重点实验室广东深圳518172 中广核工程有限公司广东深圳518026

乏燃料贮存格架定位试验是核燃料装卸与贮存系统调试的一项关键性试验,直接影响着核燃料组件接收与贮存操作的安全性与高效性。通过对传统的人工手动定位试验方法进行研究,提出了一种基于机器视觉技术的乏燃料贮存格架自动定位试验方法... 详细信息

乏燃料贮存格架定位试验是核燃料装卸与贮存系统调试的一项关键性试验,直接影响着核燃料组件接收与贮存操作的安全性与高效性。通过对传统的人工手动定位试验方法进行研究,提出了一种基于机器视觉技术的乏燃料贮存格架自动定位试验方法。工程应用实践表明,该方法可以大幅提升定位试验效率并减少人力需求,同时在乏燃料水池异物防护与设备保护方面也卓有成效,具有可观的经济与安全质量效益。

关键词：乏燃料贮存格架定位试验机器视觉

流体静压型机械密封中辅助密封位置对密封性能的影响

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流体机械 2023年第1期51卷 73-78页

作者：何强黄伟峰丛国辉张翊勋刘莹刘向锋清华大学摩擦学国家重点实验室北京100084 中广核工程有限公司、核电安全监控技术与装备国家重点实验室广东深圳518172

辅助密封是静压型机械密封重要的组成部分,其位置变化会对高压条件机械密封的性能产生重要影响,针对该问题,本文考虑密封组件之间的多体接触关系与O形圈辅助密封的影响,建立了静压型机械密封的热流固耦合计算模型。基于此模型,分析了机... 详细信息

辅助密封是静压型机械密封重要的组成部分,其位置变化会对高压条件机械密封的性能产生重要影响,针对该问题,本文考虑密封组件之间的多体接触关系与O形圈辅助密封的影响,建立了静压型机械密封的热流固耦合计算模型。基于此模型,分析了机械密封性能随辅助密封位置参数变化的规律和机理,对比了不同安装部位O形圈位置参数的敏感性程度。结果表明,不同安装部位O形圈的位置参数对机械密封性能影响程度显著不同,其中密封环背部O形圈对密封性能影响极大,其泄漏率的平均变化率为2.06,因此在设计和制造过程中需特别注意。

关键词：流体静压机械密封辅助密封多场耦合

基于SPSA的蒸汽发生器液位MPC系统性能优化方法研究

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核动力工程 2022年第5期43卷 168-175页

作者：耿鹏程史长青孔祥松刘航刘佳彬江绍波中广核工程有限公司核电安全监控技术与装备国家重点实验室广东深圳518172 厦门理工学院福建厦门361021

核电厂蒸汽发生器(SG)液位变化过程具有强非线性且存在“虚假水位”现象,传统SG液位控制系统多采用固定参数比例-积分-微分(PID)控制器,但传统PID控制方法不具备自优化、自适应、自学习等能力,使得控制系统性能难以达到并保持最佳。为... 详细信息

核电厂蒸汽发生器(SG)液位变化过程具有强非线性且存在“虚假水位”现象,传统SG液位控制系统多采用固定参数比例-积分-微分(PID)控制器,但传统PID控制方法不具备自优化、自适应、自学习等能力,使得控制系统性能难以达到并保持最佳。为提高机组瞬态响应能力以及核电厂的稳定性、安全性和经济性,提出了一种基于并行摄动随机逼近(SPSA)算法的模型预测控制(MPC)方法。该方法采用MPC系统代替传统PID控制系统,并利用SPSA实现液位控制系统参数的整定优化,从而实现SG液位控制系统的性能优化。通过仿真试验验证了本方法能够有效提高SG液位控制参数的整定效率以及控制系统稳定性。

关键词：蒸汽发生器(SG) 模型预测控制控制系统性能优化并行摄动随机逼近算法

选区激光熔化成形尺寸对304L不锈钢点蚀性能的影响

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材料研究学报 2023年第5期37卷 353-361页

作者：蒋梦蕾代斌斌陈亮刘慧闵师领杨帆侯娟上海理工大学材料与化学学院上海200093 核电安全监控技术与装备国家重点实验室中广核工程有限公司深圳518172

采用选区激光熔化(SLM)技术制备304L不锈钢样品,通过改变样品的宽度和厚度使其具有不同的成形尺寸。模拟复杂结构零部件在成形过程中不同部位的尺寸和厚度的差异,研究了不同成形尺寸304L样品的显微组织和点蚀行为。结果表明:随着成形尺... 详细信息

采用选区激光熔化(SLM)技术制备304L不锈钢样品,通过改变样品的宽度和厚度使其具有不同的成形尺寸。模拟复杂结构零部件在成形过程中不同部位的尺寸和厚度的差异,研究了不同成形尺寸304L样品的显微组织和点蚀行为。结果表明:随着成形尺寸的增大点蚀坑的数量和面积随之增加。点蚀加剧的主要原因,是晶粒尺寸的增大和残余应力的累积。根据对微观组织结构和NETFABB残余应力的模拟计算结果,揭示了SLM成形尺寸-微观组织-腐蚀行为之间的关系。

关键词：金属材料选区激光熔化 304L不锈钢尺寸效应腐蚀性能 NETFABB模拟

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不可凝气体对中压安注系统的影响分析研究

核科学与工程 2023年第6期43卷 1243-1249页

作者：闫明晶许晨德王茹中广核工程有限公司核电安全监控技术与装备国家重点实验室广东深圳518172 深圳中广核工程设计有限公司广东深圳518172

2008年,NRC发布公开信GL2008-01“Managing Gas Accumulation in Emergency Core Cooling,Decay Heat Removal,and Containment Spray Systems”,要求核电厂执照申请者必须提供电厂对不可凝气体的应对措施,并证明电厂的设计建造等满足公开信的要求。核电厂发生丧失冷却剂事故下,安全注入系统启动,将含硼水注入到反应堆冷却剂系统,防止堆芯裸露,限制燃料包壳温度的峰值。核电厂正常运行期间,安全注入系统处于满水备用状态。如果系统内产生、积聚不可凝气体,可能导致事故后安全注入系统无法立即投使,进而影响核电厂的安全运行。因此,必须对核电厂安全注入系统不可凝气体问题引起足够的重视。目前,关于该领域的研究工作主要涉及不可凝气体在流体系统中集聚可能影响泵性能甚至导致其无法执行安全功能,主要导致的故障包括:泵气缚、泵突然抱死和泵机械性能降级。对于泵后的系统管道含不可凝气体的水锤现象研究较少。因此研究安全注入系统不可凝气体的水锤分析问题,分析潜在不可凝气体对安全注入系统注入功能的影响对核电厂的安全运行具有重要意义。

关键词：安全注入系统不可凝水锤