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多层感知机优化质子交换膜电解槽阳极侧多孔传输层性能

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燃料化学学报(中英文) 2025年第2期53卷 291-300页

作者：陶大臣谢鑫杨扬李俊叶丁丁陈蓉朱恂廖强重庆大学低品位能源利用及系统教育部重点实验室重庆400030 重庆大学工程热物理研究所重庆大学能源与动力工程学院重庆400030

质子交换膜电解水(PEMWE)技术因其波动适应性强的特点,在绿色氢气生产中具有广阔的应用前景。PEMWE性能受多种因素影响,其中,多孔传输层(PTL)对于气-水传输性能尤为关键,优化PTL结构对提升PEMWE整体性能具有重要意义。本研究首先构建了... 详细信息

质子交换膜电解水(PEMWE)技术因其波动适应性强的特点,在绿色氢气生产中具有广阔的应用前景。PEMWE性能受多种因素影响,其中,多孔传输层(PTL)对于气-水传输性能尤为关键,优化PTL结构对提升PEMWE整体性能具有重要意义。本研究首先构建了一个稳态下的三维PEM单电解槽模型,获得了不同多孔传输层结构参数下PEM电解槽极化曲线,探讨了多孔传输层的孔隙率、厚度和导电率三个典型特征参数对质子交换膜电解槽性能的影响。其次,通过引入多层感知机机器学习模型,提出了相应的性能优化策略。研究表明,孔隙率对多孔传输层的性能起主导作用,其次是厚度,而导电率的影响相对较小。针对孔隙率和厚度,适度增加孔隙率并降低厚度可有效提升电解槽性能。经过多层感知机模型筛选,当PTL孔隙率为0.52、厚度为0.2 mm、导电率为4×10^(6) S/m时,性能最佳,在2 A/cm^(2)的电流密度下PEM电解槽的工作电压为1.85 V。

关键词：质子交换膜电解槽多孔传输层机器学习参数优化

基于DOEL-2电厂SGTR事故的LOCUST分析与验证

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核动力工程 2025年第1期46卷 92-99页

作者：袁波雷兴文青龙陈康徐财红厉井钢重庆大学能源与动力工程学院核工程与技术系重庆400044 重庆大学低品位能源利用技术及系统教育部重点实验室重庆400044 两江新能源(核能与动力)实验室重庆400044 中广核研究院有限公司广东深圳518000

蒸汽发生器传热管破裂(SGTR)事故会导致一、二回路热工水力参数大幅波动,严重危害反应堆的安全性,使用国内研发的热工水力系统分析软件LOCUST可以计算SGTR事故中的热工水力参数并预测事故进程。本研究以DOEL-2电厂SGTR事故为研究对象,... 详细信息

蒸汽发生器传热管破裂(SGTR)事故会导致一、二回路热工水力参数大幅波动,严重危害反应堆的安全性,使用国内研发的热工水力系统分析软件LOCUST可以计算SGTR事故中的热工水力参数并预测事故进程。本研究以DOEL-2电厂SGTR事故为研究对象,以热工水力系统分析软件LOCUST为计算工具,对DOEL-2电厂进行建模计算,并将计算结果与RELAP5计算结果及实际数据进行对比,评估LOCUST软件对SGTR事故预测的准确性。研究表明,LOCUST软件能够很好地预测SGTR事故过程,计算得到的一回路及二回路相关参数与RELAP5计算结果和实际数据吻合较好,本研究可为LOCUST软件验证提供数据支撑。

关键词： DOEL-2电厂蒸汽发生器传热管破裂(SGTR) LOCUST 数据验证

钠热管启动过程轴向传热与稳态径向传热特性研究

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动力工程学报 2025年第2期45卷 165-170页

作者：周政马在勇马誉高吴奇张卢腾孙皖朱隆祥潘良明重庆大学低品位能源利用技术及系统教育部重点实验室重庆400044 重庆大学核工程与核技术系重庆400044 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

为定量研究钠热管轴向热阻分布特性及径向传热特性,开展了钠热管启动过程中轴向传热及稳态径向传热实验。结果表明:启动过程中加热功率对轴向传热等效热阻的影响显著,随着功率的增大,其轴向传热等效热阻先减小后趋于平缓;在低倾角工况下... 详细信息

为定量研究钠热管轴向热阻分布特性及径向传热特性,开展了钠热管启动过程中轴向传热及稳态径向传热实验。结果表明:启动过程中加热功率对轴向传热等效热阻的影响显著,随着功率的增大,其轴向传热等效热阻先减小后趋于平缓;在低倾角工况下,轴向传热等效热阻显著增大,倾角较大时其影响较小;温度在350℃以下时,蒸汽处于自由分子流状态,汽液界面热阻可达10^(-4)(m^(2)·K)/W的量级,而更高温度下的蒸汽处于连续流状态,汽液界面热阻仅为10^(-6)~10^(-5)(m^(2)·K)/W;热管固液界面上存在可能由氧化层导致的传热热阻,量级为10^(-4)(m^(2)·K)/W,在低温下该热阻占热管径向传热总热阻的60%左右,其随温度的升高略有增大,在650℃时可达总热阻的80%。

关键词：钠热管轴向传热径向传热热阻

基于NSGA-Ⅱ和神经网络的长短叶片泵双目标参数优化

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水电能源科学 2025年 163-167页

作者：梁兴马志巍熊文龙周泊曹寒问南昌工程学院南昌市低品位能源转化与系统节能技术重点实验室

针对长短叶片泵参数优化问题,以叶片进口角、叶片出口角和叶片数量为变量,以泵扬程、效率为优化目标,采用拉丁超立方设计40组试验组成样本集,并利用CFD方法计算泵性能。在数值模拟的基础上,基于BP神经网络泵性能预测模型构建长短叶片泵... 详细信息

针对长短叶片泵参数优化问题,以叶片进口角、叶片出口角和叶片数量为变量,以泵扬程、效率为优化目标,采用拉丁超立方设计40组试验组成样本集,并利用CFD方法计算泵性能。在数值模拟的基础上,基于BP神经网络泵性能预测模型构建长短叶片泵双目标优化函数,并采用NSGA-Ⅱ算法寻优,进而开展双目标泵参数优化研究。结果表明,基于BP神经网络预测泵性能较准确,其中效率偏差最大为1.98%,扬程偏差最大为1.82%。NSGA-Ⅱ算法所获得的最优方案在额定工况下比原型泵扬程、效率分别提高了7.4%、1.8%;对比优化前后泵内流速分布、压力脉动等,最优方案有效改善了流动的均匀性,减小了水力损失和压力脉动,使得叶轮内部流动更加稳定,为长短叶片泵参数优化设计提供了理论依据。

关键词：长短叶片泵性能优化神经网络 NSGA-Ⅱ算法

学科交叉背景下储能科学与工程专业本硕博贯通培养实践

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储能科学与技术 2025年

作者：李猛苟倩誌郑玉杰石万元付乾李俊李鸿乂孙宽廖强重庆大学重庆大学国家储能技术产教融合创新平台低品位能源利用技术及系统教育部重点实验室能源与动力工程学院西安建筑科技大学建筑设备科学与工程学院教育部低碳建筑环境国际合作联合实验室

储能技术在国家“双碳”战略和发展新质生产力实现能源结构转型的背景下愈发重要，高校教育培养储能专业的高素质人才变得尤为关键。储能科学与工程是涉及到材料学、能源动力、物理学、化学和电气工程等学科的交叉学科专业，这对高校的... 详细信息

储能技术在国家“双碳”战略和发展新质生产力实现能源结构转型的背景下愈发重要，高校教育培养储能专业的高素质人才变得尤为关键。储能科学与工程是涉及到材料学、能源动力、物理学、化学和电气工程等学科的交叉学科专业，这对高校的传统教学模式和教学方法提出更高的要求。本文首先回顾了储能科学与工程专业的学科特点与发展现状。同时以重庆大学能源与动力工程学院储能科学与工程专业建设为例，介绍了该专业在本硕博阶段学生培养过程中开展学科交叉素养引导的重要性，分析了专业教学中知识结构单一、教学方法陈旧和培养模式落后等问题的主要原因。此外，根据交叉学科培养高素质人才的专业需求，阐述了在本硕博阶段学生培养过程中进行多学科交叉课程体系和前沿交叉课题牵引训练的新思路。最后，通过具体研究案例展示，着重分析进行前沿交叉课题的具体实施步骤及所取得的相关效果，阐明通过学科交叉的训练推动储能科学与工程专业发展的重要意义。

关键词：储能科学与工程多学科交叉课题牵引本科生研究生

新型工质堆多相流动形态中子成像表征技术进展及应用

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核动力工程 2025年第1期46卷 47-62页

作者：梅中恺贺林峰文青龙邱志方陈东风重庆大学能源与动力工程学院核工程与核技术系重庆400044 重庆大学低品位能源利用技术及系统教育部重点实验室重庆400044 两江新能源(核能与动力)实验室重庆400044 中国原子能科学研究院北京102413 中国核动力研究设计院成都610213

中子成像技术在新型工质堆多相流形态可视化与测量等领域表现出重要的应用潜力。本文阐述了中子成像测量方法的基本原理,全面综述了中子成像技术在传统轻水反应堆及铅铋冷却快堆、热管堆、超临界水堆和钠冷快堆等新型工质堆的研究进展,... 详细信息

中子成像技术在新型工质堆多相流形态可视化与测量等领域表现出重要的应用潜力。本文阐述了中子成像测量方法的基本原理,全面综述了中子成像技术在传统轻水反应堆及铅铋冷却快堆、热管堆、超临界水堆和钠冷快堆等新型工质堆的研究进展,概述了中子成像技术应用于新型工质堆的未来发展方向,并提供了高保真中子图像获取与流动形态测量的基础方法论。

关键词：中子成像多相流动形态新型工质堆高保真中子图像流动测量方法

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Zr-4合金微动磨损特性实验研究

原子能科学技术 2025年

作者：刘海东贺凯伏锦胜李正阳蒲曾坪任全耀陈德奇汪宁远重庆理工大学两江国际学院重庆理工大学-哈尔滨工业大学重庆研究院能源动力(清洁能源技术领域)研究生联合培养基地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重庆大学低品位能源利用技术及系统教育部重点实验室

核燃料棒包壳微动磨损特性对反应堆系统安全性至关重要。为研究Zr-4合金包壳微动磨损特性，本文通过搭建微动磨损实验装置，采用线接触方式开展Zr-4合金微动磨损实验研究，针对不同位移幅值研究Zr-4合金微动磨损的微观形貌和元素变化及... 详细信息

核燃料棒包壳微动磨损特性对反应堆系统安全性至关重要。为研究Zr-4合金包壳微动磨损特性，本文通过搭建微动磨损实验装置，采用线接触方式开展Zr-4合金微动磨损实验研究，针对不同位移幅值研究Zr-4合金微动磨损的微观形貌和元素变化及其磨损机制。结果表明：位移幅值增大导致磨损现象加剧，最大磨损深度和磨损体积增加，尤其在加速磨损区Zr-4合金微动损伤加速恶化，最大磨损深度和磨损体积的增长速率分别达到峰值0.34μm/μm、0.52×10-2mm3/μm。整个微动磨损过程中，磨损区域均伴随着Zr、Fe、Cr等金属氧化物的产生，局部磨损区域存在磨屑的转移与黏着。低磨损区的整个损伤区域被平滑的三体层覆盖；加速磨损区的整个损伤区域存在凹痕形成和三体层动态变换现象；稳定磨损区的损伤中心区域三体层发生片状脱落，并伴有微观裂纹萌生。本文研究结果为Zr-4合金包壳在压水堆服役中的微动磨损行为提供了数据参考。

关键词：包壳 Zr-4合金微动磨损磨损机制

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高速旋转粒化器表面相变流体的流动换热特性

工程热物理学报 2025年第2期46卷 491-499页

作者：吕义文代茂林朱恂吴君军王宏丁玉栋程旻廖强重庆大学低品位能源利用技术及系统教育部重点实验室重庆大学工程热物理研究所

离心粒化余热回收技术是最有前景的高温液态熔渣处理技术，而熔渣在粒化器表面上的流动换热是影响粒化质量的主要因素之一。为揭示相变工质在粒化器表面的流动换热规律，本文采用与熔渣具有相似特性的松香石蜡混合液为实验工质，借助红... 详细信息

离心粒化余热回收技术是最有前景的高温液态熔渣处理技术，而熔渣在粒化器表面上的流动换热是影响粒化质量的主要因素之一。为揭示相变工质在粒化器表面的流动换热规律，本文采用与熔渣具有相似特性的松香石蜡混合液为实验工质，借助红外热像仪捕捉液膜温度分布，获得了液膜的流动特征；采用过孔径滑环热电偶解决了高速旋转粒化器的温度测量难题，明晰了粒化器温度演变过程以及粒化器与液膜传热系数的动态特征。研究表明液膜在粒化器表面的运动轨迹为螺旋线。在粒化器底面与侧面交界处的液膜表面温度以及粒化器内壁温度同时达到最低值，在粒化器边缘处时二者温差达到最大。粒化器与液膜之间的平均对流换热系数为48～360 W·m-2·K-1。此外，本文首次实验证实了相变工质在粒化器表面凝固成壳后的重熔现象，这对高温熔渣的离心粒化特性研究具有重要意义。

关键词：离心粒化相变工质转杯粒化器流动换热

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面向综合能源系统的量质协同状态估计方法

电力自动化设备 2025年

作者：周天烁王丹贾宏杰天津大学智能电网教育部重点实验室天津大学天津市智慧能源与信息技术重点实验室

获取准确的能量与能质的状态参数是实现综合能源系统量质协同发展的重要前提之一。传统综合能源系统状态估计从多能流角度为其能量管理系统提供了重要支撑，在此基础上，为实现综合能源系统量质协同运行，描述了未来的综合能源系统量质... 详细信息

获取准确的能量与能质的状态参数是实现综合能源系统量质协同发展的重要前提之一。传统综合能源系统状态估计从多能流角度为其能量管理系统提供了重要支撑，在此基础上，为实现综合能源系统量质协同运行，描述了未来的综合能源系统量质协同管理系统的构想，指出了综合能源系统量质协同状态估计的必要性。基于综合能源系统能流和仩流的稳态模型提出了综合能源系统量质协同状态估计方法，结合现有传统量测配置，实现了能流参数与仩流参数协同估计，为量质协同高级分析应用奠定了基础。通过12节点测试算例和120节点实际工程算例，验证了所提方法的合理性和适用性，并对综合能源系统量质协同状态估计的发展进行了展望。

关键词：综合能源系统量质协同状态估计仩流能源互联网量质协同能量管理系统