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起泡条件下矩形窄缝通道内压力场和温度场数值模拟

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核动力工程 2024年第2期45卷 82-87页

作者：王雪鉴赵亚楠于涛南华大学核科学技术学院湖南衡阳421001 数字化反应堆湖南省工程技术研究中心湖南衡阳421001 先进核能技术设计与安全教育部重点实验室湖南衡阳421001

当矩形窄缝通道由于辐照肿胀产生形变出现起泡结构时,通道内流动传热特性会发生改变。本文采用数值计算方法分析了起泡条件下矩形窄缝通道内流体压力场和温度场分布。结果表明,起泡对流体的阻碍作用会导致流体在第一个起泡前出现压力高... 详细信息

当矩形窄缝通道由于辐照肿胀产生形变出现起泡结构时,通道内流动传热特性会发生改变。本文采用数值计算方法分析了起泡条件下矩形窄缝通道内流体压力场和温度场分布。结果表明,起泡对流体的阻碍作用会导致流体在第一个起泡前出现压力高点。经过每一个起泡,局部压降均会先飞升后突降,起泡处流体温度上升,壁面温度下降。通过模型计算分析获得了起泡条件对压力场和温度场的影响规律。

关键词：起泡矩形窄缝通道压力场温度场数值模拟

基于长寿期压水堆的新型可燃毒物材料组合研究

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核动力工程 2024年第2期45卷 35-41页

作者：童吉曲泠怡谢金森徐士坤于涛南华大学核科学技术学院湖南衡阳421001 南华大学湖南省数字化反应堆工程技术研究中心湖南衡阳421001 日本东北大学回旋加速器与放射性同位素研究中心日本宫城仙台980-8578

长寿期压水堆采用单一可燃毒物组件的设计不是最优选择。为满足长寿期压水堆中可燃毒物对反应性控制的综合需求,本文针对具有较好中子学性能的新型可燃毒物^(231)Pa_(2)O_(3)、PACS-J、PACS-L、^(167)Er_(2)O_(3)和^(157)Gd_(2)O_(3)进... 详细信息

长寿期压水堆采用单一可燃毒物组件的设计不是最优选择。为满足长寿期压水堆中可燃毒物对反应性控制的综合需求,本文针对具有较好中子学性能的新型可燃毒物^(231)Pa_(2)O_(3)、PACS-J、PACS-L、^(167)Er_(2)O_(3)和^(157)Gd_(2)O_(3)进行组合研究。结果表明,采用“快燃耗”与“慢燃耗”可燃毒物进行组合的组件可以达到更优的结果。其中对于“低富集度”下的燃料组件,可以选用^(231)Pa_(2)O_(3)与PACS-J、PACS-L与^(167)Er_(2)O_(3)的组合方案;对于“高富集度”下的燃料组件,可以选用^(231)Pa_(2)O_(3)与PACS-J、^(157)Gd_(2)O_(3)和^(167)Er_(2)O_(3)的组合方案。因此,本文通过对“快燃耗”与“慢燃耗”可燃毒物组合设计,可实现对长寿期压水堆初始剩余反应性控制、反应性平缓释放及增加燃耗深度的要求。

关键词：新型可燃毒物可燃毒物组合快燃耗慢燃耗

压水堆核电站完整和破损燃料棒硬度和杨氏模量研究

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原子能科学技术 2024年第1期58卷 157-165页

作者：杨钦轲王华才程焕林汤琪宋武林王玮郭一帆中国原子能科学研究院反应堆工程技术研究所北京102413

利用热室内金相显微镜、纳米压痕仪和拉曼光谱仪分别对燃耗为41 GW·d/tU破损棒和45 GW·d/tU完整棒的化学相互作用(FCCI)层、包壳及燃料芯块进行了表征分析。结果表明:完整棒燃料芯块外围硬度较小,其主要原因是芯块外缘出现了多孔隙的... 详细信息

利用热室内金相显微镜、纳米压痕仪和拉曼光谱仪分别对燃耗为41 GW·d/tU破损棒和45 GW·d/tU完整棒的化学相互作用(FCCI)层、包壳及燃料芯块进行了表征分析。结果表明:完整棒燃料芯块外围硬度较小,其主要原因是芯块外缘出现了多孔隙的高燃耗结构(HBS);破损棒燃料芯块硬度则沿径向朝内整体呈下降趋势,这主要与燃料芯块孔隙率的变化和重构有关。燃料棒破损后,冷却水进入包壳芯块间隙与芯块发生反应,芯块外缘孔隙率显著降低,从而导致芯块外缘区域硬度较高;同时,气孔的迁移引起晶粒重构形成大尺寸柱状晶,造成破损棒燃料芯块中间和中心区域硬度下降且低于完整棒燃料芯块。燃料棒的破损不会改变芯块的相组成,因此完整棒与破损棒芯块的杨氏模量区别不大。完整棒FCCI层硬度沿包壳向芯块逐渐增加,杨氏模量则先减小后增加;破损棒FCCI层硬度先增加后减小,杨氏模量变化与硬度变化基本相似,该现象的出现可能源于FCCI层相结构的转变、辐照硬化和裂变产物掺杂的共同作用。燃料棒破损后包壳的氢化及氧化使得破损棒包壳硬度与杨氏模量均显著高于完整棒。

关键词：化学作用层完整棒破损棒硬度杨氏模量

Inconel 718合金辐照损伤研究进展

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稀有金属 2024年第4期48卷 552-563页

作者：杨大伟钱进王鑫中国原子能科学研究院反应堆工程技术研究所北京102413

Inconel 718合金是一种在核能领域广泛应用的耐高温,耐腐蚀的材料。在反应堆中,燃料组件是其核心部件,而材料的辐照损伤研究是保证燃料组件安全和可靠运行的重要一环。反应堆材料经过辐照后不仅引起材料的微观结构发生变化,而且会导致... 详细信息

Inconel 718合金是一种在核能领域广泛应用的耐高温,耐腐蚀的材料。在反应堆中,燃料组件是其核心部件,而材料的辐照损伤研究是保证燃料组件安全和可靠运行的重要一环。反应堆材料经过辐照后不仅引起材料的微观结构发生变化,而且会导致材料力学性能改变。Inconel718合金是一种典型的镍基合金,具有高强度、耐高温、抗蠕变和抗氧化性能等多重优势,在反应堆材料中被广泛应用。辐照后的Inconel 718合金会产生缺陷,如位错环、空位、间隙原子、气泡、位错线等,引起材料的物理、机械性能变化。从反应堆材料辐照损伤的角度综述Inconel 718合金在离子、质子和中子辐照等方面的研究进展,为开发新的抗辐照合金以及探索不同辐照方式对该合金的影响提供数据支持。

关键词：燃料组件辐照损伤 Inconel 718合金研究进展

小冲杆技术及其在材料与铅铋脆化效应研究中的应用

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中国腐蚀与防护学报 2024年第3期44卷 567-575页

作者：和雅洁陈灵芝阮章顺付晓刚纪琤龙斌中国原子能科学研究院、反应堆工程技术研究所北京102413

第四代反应堆中铅冷快堆是一种非常有发展前景的堆型。在铅冷快堆包壳材料设计时,需要重点考虑包壳材料与高温铅铋的相容性,关注其抗液态金属腐蚀能力,尤其是腐蚀介质与应力耦合时材料性能的变化。小冲杆实验(SPT)是一种使用小尺寸样品... 详细信息

第四代反应堆中铅冷快堆是一种非常有发展前景的堆型。在铅冷快堆包壳材料设计时,需要重点考虑包壳材料与高温铅铋的相容性,关注其抗液态金属腐蚀能力,尤其是腐蚀介质与应力耦合时材料性能的变化。小冲杆实验(SPT)是一种使用小尺寸样品评估材料服役条件下力学性能变化的实验方法,这种方法可以直接在正在使用的材料中提取样品而不损害其完整性,因此小冲杆测试非常适用于所研究材料数量有限或研究在役材料的情况。本文简要介绍了小冲杆测试技术,归纳了小冲杆测试与标准尺寸测试实验的相关性,阐述了使用小冲杆技术进行的关键材料力学性能研究,特别阐述了小冲杆测试在研究结构材料液态金属脆化效应(LME)方面的应用。结果可为小冲杆技术应用于研究材料液态铅铋脆化效应提供技术方法及理论支持。

关键词：小冲杆测试结构材料力学性能液态金属脆化效应

松散耦合系统蒙特卡罗临界计算源收敛判定方法研究

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核动力工程 2024年第2期45卷 10-18页

作者：张寅成昱廷周琦朱庆福夏兆东宁通张振洋国家国防科技工业局核技术支持中心北京100070 中国原子能科学研究院反应堆工程技术研究所北京102413

为提高蒙特卡罗程序在松散耦合系统临界安全计算中的可靠性与准确性,需要对计算结果进行源收敛判定。本文提出了一种考虑裂变源分布及统计偏差权重因子的改进型香农熵的收敛判定方法,将裂变源迭代过程中相邻代际之间裂变源分布的相对偏... 详细信息

为提高蒙特卡罗程序在松散耦合系统临界安全计算中的可靠性与准确性,需要对计算结果进行源收敛判定。本文提出了一种考虑裂变源分布及统计偏差权重因子的改进型香农熵的收敛判定方法,将裂变源迭代过程中相邻代际之间裂变源分布的相对偏差、源迭代过程中裂变源分布的蒙特卡罗统计标准差作为裂变源分布的权重,建立了改进型的香农熵收敛指标,弥补了传统香农熵对于局部裂变源收敛细节考虑的不足。将改进型的香农熵收敛指标应用在经合组织核能机构发布的乏燃料棒栅元和松散耦合铀溶液平板基准问题上。结果表明,对比传统香农熵源收敛判定指标,改进型的香农熵对裂变源迭代收敛过程更为敏感,能够更加直观和准确地判定裂变源分布伴随源迭代的收敛性。对于收敛速度慢的典型算例,应用传统香农熵判定收敛性时给出了伪收敛的结论,而改进型香农熵能准确地判定源迭代达到收敛时的迭代次数。

关键词：临界安全蒙特卡罗松散耦合系统源收敛判定香农熵

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集中配筋连接预制剪力墙抗震性能试验研究

中南大学学报（自然科学版） 2024年第1期55卷 201-218页

作者：肖扬卢谦罗小勇陈林松程俊峰张璧玮中南大学土木工程学院湖南长沙410075 湖南省装配式建筑工程技术研究中心湖南长沙410075 中交第二航务工程局有限公司技术中心湖北武汉430014

针对现有预制混凝土剪力墙接缝施工容错率低、混凝土现场浇筑作业量大和钢筋锚固过长等不足,提出一种使用超高性能混凝土(UHPC)的集中配筋连接预制剪力墙。通过对比1片现浇剪力墙试件、3片不同接缝形式的集中配筋连接预制剪力墙试件的... 详细信息

针对现有预制混凝土剪力墙接缝施工容错率低、混凝土现场浇筑作业量大和钢筋锚固过长等不足,提出一种使用超高性能混凝土(UHPC)的集中配筋连接预制剪力墙。通过对比1片现浇剪力墙试件、3片不同接缝形式的集中配筋连接预制剪力墙试件的拟静力试验结果,揭示该类预制剪力墙的破坏规律和抗震性能、竖缝对墙体抗震性能的影响和连接钢筋的受力特点。采用ABAQUS软件对试件进行有限元模拟,分析轴压比和集中配筋率对试件抗震性能的影响。研究结果表明:预制试件与现浇试件具有相同的破坏规律,均为弯剪破坏;这2类试件的滞回曲线均较饱满,骨架曲线走势基本一致,耗能能力接近,且预制试件的最小承载力仅比现浇试件低5.6%,表明预制试件的抗震性能与现浇试件的抗震性能基本相同;竖缝对剪力墙承载力的影响较小,使剪力墙的延性和耗能能力有一定的削弱;不同竖缝形式预制墙的抗震性能相近但各有特点,竖缝形式预制墙采用UHPC出筋搭接具有更好的整体性,采用U形键槽的预制墙具有更大的刚度和更强的耗能能力;连接钢筋的应力分布具有典型受弯构件的特征;随着轴压比增加,模型的刚度和承载力不断增加,在轴压比从0.05增加到0.30时,最大的峰值荷载增幅发生在轴压比从0.05到0.10时,从承载力的提高、刚度、耗能和墙角抬高等方面考虑,试件的集中配筋率保持在90%~110%为宜。

关键词：预制剪力墙集中配筋拟静力试验 UHPC(ultra-high performance concrete) 抗震性能

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基于PlantSimulation的半导体机台配置优化仿真分析

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半导体技术 2024年第1期49卷 103-108页

作者：白帆徐策程星华李舒欣赵晓妍黄志磊中国电子工程设计院股份有限公司数字化技术中心北京100097

半导体制造工厂的机台数量配置对产线的生产效率具有重要影响,然而传统机台配置方法不能将时间维度和复杂派工策略统筹考虑,难以量化评估机台配置对产能的影响,容易出现投资浪费、产能不足、空间布局不合理等问题。在Plant Simulation... 详细信息

半导体制造工厂的机台数量配置对产线的生产效率具有重要影响,然而传统机台配置方法不能将时间维度和复杂派工策略统筹考虑,难以量化评估机台配置对产能的影响,容易出现投资浪费、产能不足、空间布局不合理等问题。在Plant Simulation仿真软件中建立半导体制造执行系统(MES)实时派工机制,模拟工厂的真实运行状态,同时提出了一种机台配置的优化算法。将此方法用于某半导体工厂的设备配置,有效提升了产能及设备利用率,为半导体及其他行业的机台配置提供借鉴和参考。

关键词：半导体工厂离散仿真分析制造执行系统(MES) 派工策略产线机台配置

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线性积分方程原函数变换深度学习求解方法

计算物理 2024年第5期41卷 651-662页

作者：刘东陈奇隆王雪强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 中国核工业集团核能软件与数字化反应堆工程技术研究中心四川成都610213 中国核工业集团有限公司科技委北京100045

针对深度学习数值计算方法求解积分方程,提出求解线性积分方程的原函数变换深度学习方法,通过被积函数的原函数变换,将积分方程转化为纯粹的微分方程,并给出原函数定解条件确定方法,以及相应的神经网络损失函数生成方式。通过深度学习... 详细信息

针对深度学习数值计算方法求解积分方程,提出求解线性积分方程的原函数变换深度学习方法,通过被积函数的原函数变换,将积分方程转化为纯粹的微分方程,并给出原函数定解条件确定方法,以及相应的神经网络损失函数生成方式。通过深度学习使得神经网络函数逼近原函数后,将原函数求导并根据积分核的形式进行逆变换,最终得到积分方程未知函数的数值解。通过多种典型算例数值实验证明,本文方法具有良好的精度与适用性,数值计算结果具有连续性的优点。

关键词：深度学习线性积分方程退化核原函数变换损失函数数值验证