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基于球坐标法的高精度激光测量技术在核电厂堆本体维修中的应用

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核动力工程 2024年第2期45卷 235-240页

作者：王学芳陆少威嘉兴中广核电技术服务有限公司浙江嘉兴314300 中核核电运行管理有限公司浙江嘉兴314300

反应堆本体维护是核电机组换料大修必须要做的重要工作。由于反应堆本体中设备结构复杂、尺寸较大、维修工期紧张、辐射剂量率高,缺陷的测量检查、水下维修工装的安装定位等非常困难,无法应用常规技术进行测量检查。本研究采用先进的基... 详细信息

反应堆本体维护是核电机组换料大修必须要做的重要工作。由于反应堆本体中设备结构复杂、尺寸较大、维修工期紧张、辐射剂量率高,缺陷的测量检查、水下维修工装的安装定位等非常困难,无法应用常规技术进行测量检查。本研究采用先进的基于球坐标法的高精度激光测量技术并结合柔性工装,可实现在大型空间内水下远距离的精确测量,并对测量数据进行趋势分析,得到出现偏差的原因,为机组大修提供可靠数据支持,从而保证高辐射环境水下维修工作的顺利开展,确保核电厂安全、可靠、稳定运行。

关键词：反应堆本体水下维修激光测量技术精确测量

不凝性气体对蒸汽发生器冷凝回流传热特性影响模拟研究

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核电子学与探测技术 2024年

作者：徐慧波王振营石艳明中广核核电运营有限公司中广核工程有限公司

为研究不凝性气体对蒸汽发生器冷凝回流传热特性的影响，采用计算流体动力学方法，基于扩散平衡模型和湍流模型对蒸汽发生器U型管进行建模及数值模拟计算。计算结果表明，不凝性气体的含量对冷凝回流传热有明显影响，仅2%的不凝性气体... 详细信息

为研究不凝性气体对蒸汽发生器冷凝回流传热特性的影响，采用计算流体动力学方法，基于扩散平衡模型和湍流模型对蒸汽发生器U型管进行建模及数值模拟计算。计算结果表明，不凝性气体的含量对冷凝回流传热有明显影响，仅2%的不凝性气体含量就会使换热系数降为不含不凝性气体时的60%～65%；同时，不凝性气体含量对上升段流速有一定的提升作用，且冷凝传热能力随入口质量流量的增加而增加。

关键词：冷凝回流相间传质数值模拟堆芯冷却不凝性气体

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反应堆安全壳整体泄漏率测量阶段优化研究

工程设计学报 2024年

作者：刘锐单强梁招瑞候秦脉中广核核电运营有限公司辽宁红沿河核电有限公司生态环境部核与辐射安全中心

为了降低反应堆安全壳整体泄漏率测量试验风险和使泄漏率测量结果更加保守和可信，基于气体稳定准则、拟合函数曲率准则和数据分布准则，提出了一种适用于我国核电机组的安全壳整体泄漏率测量阶段优化方法。结合法国的安全壳泄漏率测量... 详细信息

为了降低反应堆安全壳整体泄漏率测量试验风险和使泄漏率测量结果更加保守和可信，基于气体稳定准则、拟合函数曲率准则和数据分布准则，提出了一种适用于我国核电机组的安全壳整体泄漏率测量阶段优化方法。结合法国的安全壳泄漏率测量阶段调整方法，明确了安全壳泄漏率测量试验结束的判定要求，并提出了增加安全壳内空气稳定判定准则和泄漏率测量终止判定准则的新优化方法。以20组安全壳打压试验样本为例，计算了安全壳整体泄漏率测量阶段的持续时间。结果表明，共有17组样本满足优化条件，其中15组样本能在16 h内满足泄漏率测量终止判定准则，其余2组样本分别在19.25 h和18.25 h内满足全部的验收准则。所提出的优化方法能够缩短反应堆安全壳整体泄漏率测量阶段的保压时间，其比法国的方法更为保守、可信。

关键词：安全壳整体泄漏率测量阶段优化方法

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燃料组件格架弹簧刚度模型研究

核动力工程 2024年第2期45卷 154-159页

作者：金渊周赛陈威李伟才张玉相中广核研究院有限公司广东深圳518031

格架弹簧是压水堆燃料组件的关键零部件,其为燃料棒提供夹持功能。刚度是格架弹簧的关键特性,其关系到燃料棒的堆内运行性能。本文基于格架弹簧的结构以及受力特点,给出了格架弹簧的受力分析模型,并推导了理论刚度计算公式,即得到了格... 详细信息

格架弹簧是压水堆燃料组件的关键零部件,其为燃料棒提供夹持功能。刚度是格架弹簧的关键特性,其关系到燃料棒的堆内运行性能。本文基于格架弹簧的结构以及受力特点,给出了格架弹簧的受力分析模型,并推导了理论刚度计算公式,即得到了格架弹簧的理论刚度模型。另外,在商业有限元软件ABAQUS中建立了多种尺寸格架弹簧实体结构的有限元刚度模型,并计算获得了格架弹簧的变形量以及刚度曲线。通过有限元结果与理论刚度模型结果的对比,证明了理论刚度模型的合理性,并分析讨论了理论刚度模型的优缺点。本文首次提出的格架弹簧理论刚度模型可用于代替格架方案设计期间的有限元迭代过程,并能快速获得优化方案的主要设计尺寸。但本文分析方法不能替代实验,在方案固化后仍需开展实验确定格架弹簧的刚度。本文得到的格架弹簧理论模型可为燃料组件格架弹簧参数的快速优化设计提供新的思路。

关键词：燃料组件格架弹簧刚度理论刚度模型有限元方法

竖直圆管内气体-铅铋合金两相流动特性数值研究

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核动力工程 2024年第1期45卷 49-54页

作者：刘子华王迪梁任蔡德昌欧阳勇林支康谭林昊中广核研究院有限公司广东深圳518000

采用基于力平衡理论的漂移流模型,对竖直圆管道内气体-液态铅铋合金(LBE)两相流的空泡份额进行预测。通过数值计算得到气体-液态LBE两相流在不同流道半径、Bankoff指数、Galileo数下的液相流速分布、切应力分布和空泡份额分布规律,分析... 详细信息

采用基于力平衡理论的漂移流模型,对竖直圆管道内气体-液态铅铋合金(LBE)两相流的空泡份额进行预测。通过数值计算得到气体-液态LBE两相流在不同流道半径、Bankoff指数、Galileo数下的液相流速分布、切应力分布和空泡份额分布规律,分析了漂移流模型分布参数与上述宏观参数的内在联系。研究结果表明,预测得到的空泡份额及分布参数演化规律都与实验结果符合较好。本研究建立的数值计算方法能够用于圆管内气体-液态LBE两相流流动特性研究,为铅铋快堆蒸汽发生器传热管破裂(SGTR)事故中空泡份额等关键两相流参数的快速测算提供参考。

关键词：漂移流模型铅铋合金(LBE) 两相流空泡份额

浮动核电站OTSG蒸汽压力线性自抗扰串级控制设计与验证

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核动力工程 2024年第3期45卷 186-192页

作者：张涛石波吴治江郭伟中广核研究院有限公司广东深圳518000

浮动核电站的直流蒸汽发生器(OTSG)汽水容积和蓄热量较小,在存在外部扰动及负荷变化时,蒸汽压力波动较大,基于局部模型建立的单一工况水平下的比例-积分-微分(PID)控制器难以实现全工况范围内的良好控制。为此,基于系统辨识方法得到OTS... 详细信息

浮动核电站的直流蒸汽发生器(OTSG)汽水容积和蓄热量较小,在存在外部扰动及负荷变化时,蒸汽压力波动较大,基于局部模型建立的单一工况水平下的比例-积分-微分(PID)控制器难以实现全工况范围内的良好控制。为此,基于系统辨识方法得到OTSG在不同工况下的传递函数模型,采用梯形隶属度函数进行加权,建立适用于OTSG蒸汽压力控制的全工况模糊模型,并将线性自抗扰控制器(LADRC)应用于OTSG的外回路,设计LADRC串级控制系统。结合频域分析方法给出OTSG稳态运行和变工况运行的LADRC工程参数调整规律,在此基础上进行参数整定,并与PID串级控制系统进行性能对比。仿真结果表明,相比PID串级控制,LADRC串级控制的响应速度更快、控制误差更小、抗干扰性和鲁棒性更强。

关键词：浮动核电站直流蒸汽发生器(OTSG) 频域分析线性自抗扰控制器(LADRC)

基于GPU加速的三维堆芯物理程序STORK的开发与验证

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原子能科学技术 2024年第3期58卷 662-671页

作者：俞陆林杨高升陈国华卑华蒋校丰高明敏王涛上海核星核电科技有限公司上海201103 核电运行研究(上海)有限公司上海200126

基于小型多GPU计算平台,采用二维全堆逐层特征线方法(MOC)和三维逐棒(pin-by-pin)三阶简化球谐函数方法(SP3方法)相耦合的方式开发了堆芯三维输运中子学计算程序STORK。在方法论方面,首先通过对堆芯各轴向层的二维MOC输运计算在线产生... 详细信息

基于小型多GPU计算平台,采用二维全堆逐层特征线方法(MOC)和三维逐棒(pin-by-pin)三阶简化球谐函数方法(SP3方法)相耦合的方式开发了堆芯三维输运中子学计算程序STORK。在方法论方面,首先通过对堆芯各轴向层的二维MOC输运计算在线产生栅元均匀化截面以及超级均匀化修正因子(SPH因子),然后采用SP3方法进行pin-by-pin三维堆芯计算。在程序开发方面,采用了CUDA、C++和Python的混合编程,且所有计算模块都基于CUDA/C++开发,并进行了大量的性能优化。通过对C5G7三维插棒基准题和VERA基准题的验证表明,与国际上同类中子学计算软件相比,基于CPU/GPU异构系统开发的STORK程序在计算效率和计算成本方面都具有明显优势。

关键词：中子输运图形处理器特征线方法在线均匀化逐棒 SP3 超级均匀化方法

反应堆安全壳整体泄漏率测量阶段持续时间优化研究

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工程设计学报 2024年第1期31卷 74-80页

作者：刘锐单强梁招瑞侯秦脉生态环境部核与辐射安全中心北京100082 中广核核电运营有限公司广东深圳518000 辽宁红沿河核电有限公司辽宁大连116000

为了降低反应堆安全壳整体泄漏率测量试验风险和使泄漏率测量结果更加保守和可信,基于空气稳定准则、函数曲率准则和数据分布准则,提出了一种适用于我国核电机组的安全壳整体泄漏率测量阶段持续时间的优化方法。结合法国电力集团的安全... 详细信息

为了降低反应堆安全壳整体泄漏率测量试验风险和使泄漏率测量结果更加保守和可信,基于空气稳定准则、函数曲率准则和数据分布准则,提出了一种适用于我国核电机组的安全壳整体泄漏率测量阶段持续时间的优化方法。结合法国电力集团的安全壳整体泄漏率测量阶段持续时间调整方法,明确了安全壳整体泄漏率测量试验结束的判定要求,并提出了增加安全壳内空气稳定判定准则和整体泄漏率测量终止判定准则的优化方法。以20组安全壳打压试验样本为例,计算了安全壳整体泄漏率测量阶段的持续时间。结果表明,共有17组样本满足优化条件,其中15组样本在16h内满足整体泄漏率测量终止判定准则,其余2组样本分别在19.25h和18.25h内满足全部的验收准则。所提出的优化方法能够缩短反应堆安全壳整体泄漏率测量阶段的持续时间,其比法国的方法更为保守、可信。

关键词：安全壳整体泄漏率测量阶段持续时间优化方法

CPR1000核电厂工业供汽的反应堆和供汽回路协同控制研究

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核科学与工程 2024年第2期 410-415页

作者：周洺稼蔡振商超皓贺成龙李秋白中广核研究院有限公司广西防城港核电有限公司

工业供汽是核能综合利用的一种主要方式，反应堆与供汽回路的协同控制是核电厂实现工业供汽的关键。本文提出了一种协同控制方案：优化反应堆控制系统(RRC)堆机接口信号的匹配程度，制定供汽回路的控制策略。通过系统程序的数值模拟与... 详细信息

工业供汽是核能综合利用的一种主要方式，反应堆与供汽回路的协同控制是核电厂实现工业供汽的关键。本文提出了一种协同控制方案：优化反应堆控制系统(RRC)堆机接口信号的匹配程度，制定供汽回路的控制策略。通过系统程序的数值模拟与计算分析，结果表明：使用合理的反应堆控制系统堆机接口方案和供汽回路控制策略，反应堆控制系统能够应对运行瞬态，核电厂能够保持安全稳定运行。

关键词：核电厂核能综合利用工业供汽供汽回路