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球床式高温堆气固两相耦合半解析函数研究
1
作者 赵蓬 王郑阳 +2 位作者 吴浩 牛风雷 刘洋 《强激光与粒子束》 北大核心 2026年第2期123-130,共8页
为精确模拟高温球床堆内数万计燃料颗粒的气固两相耦合传热过程,并克服传统CFD-DEM方法因网格粗大导致的精度不足及全解析方法计算成本过高的问题,提出了一种适用于精细流体网格的半解析函数模型。该模型通过引入高斯核函数,对颗粒周围... 为精确模拟高温球床堆内数万计燃料颗粒的气固两相耦合传热过程,并克服传统CFD-DEM方法因网格粗大导致的精度不足及全解析方法计算成本过高的问题,提出了一种适用于精细流体网格的半解析函数模型。该模型通过引入高斯核函数,对颗粒周围物理属性进行平滑与加权平均,从而实现在亚网格尺度下对颗粒所受流体作用力的精确计算。沃罗单元体分析表明,无量纲扩散时间的最优取值为0.6。超过此值会导致核函数影响域过度扩展,致使空间分布过度平滑而难以捕捉球床局部特征。在HTR-10球床堆的耦合传热仿真中,采用该模型计算得到的温度场分布与经验模型高度吻合。结果表明,本模型能够准确捕获颗粒间的相间作用力,为高温气冷堆热工流体仿真提供了一个兼具精度与效率的解决方案。 展开更多
关键词 高温球床 半解析函数 CFD-DEM 颗粒 高斯核函数
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基于钍钚燃料的热管冷却微堆堆芯物理热工特性研究
2
作者 王锋 孙源楠 《核动力工程》 北大核心 2025年第S1期88-94,共7页
在钍钚燃料热管冷却微型核反应堆堆芯中,功率分布不均匀性是一个关键问题。为优化堆芯功率分布,本研究选取具有较好中子学性能的BeO、Be、Graphite、MgO、Al_(2)O_(3)等反射层材料,分析比较了这些材料对堆芯功率分布及其他物理特性的影... 在钍钚燃料热管冷却微型核反应堆堆芯中,功率分布不均匀性是一个关键问题。为优化堆芯功率分布,本研究选取具有较好中子学性能的BeO、Be、Graphite、MgO、Al_(2)O_(3)等反射层材料,分析比较了这些材料对堆芯功率分布及其他物理特性的影响。结果表明,采用MgO作为反射层材料可以有效改善堆芯的轴向和径向功率分布,并降低结构质量;同时MgO的使用软化了中子能谱,提高了堆芯初始反应性,确保堆芯寿期满足5 a需求。单通道模型热工分析表明,采用MgO材料堆芯的底部温度得到明显改善,尽管钍钚燃料的热导率较UO_(2)燃料低,导致堆芯整体轴向温度略高,然而钍钚燃料在热管冷却微型反应堆堆芯中的运行温度始终低于其熔点,满足了热工安全的要求。本研究可为钍钚燃料在热管冷却微型核反应堆中的应用提供设计参考和理论支持。 展开更多
关键词 钍钚燃料 热管冷却 反射层 堆芯物理 堆芯热工
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压水堆燃料棒污垢沉积层内的多物理场耦合 被引量：1
3
作者 高全燚 丛腾龙 +2 位作者 田洪康 刘茂龙 顾汉洋 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第2期372-382,共11页
燃料棒表面污垢沉积(CRUD)层的形成一直是压水堆运行中的难题。硼物质在CRUD内的浓缩导致冷却剂饱和温度升高,进而影响热质传输过程,同时增加了堆芯功率偏移(CIPS)的风险。为深入理解CRUD内的传热传质特性,基于灯芯沸腾结构开发了一个... 燃料棒表面污垢沉积(CRUD)层的形成一直是压水堆运行中的难题。硼物质在CRUD内的浓缩导致冷却剂饱和温度升高,进而影响热质传输过程,同时增加了堆芯功率偏移(CIPS)的风险。为深入理解CRUD内的传热传质特性,基于灯芯沸腾结构开发了一个二维污垢化学模型。该模型包括沸腾传热、毛细作用流动、组分输运、化学反应和辐照分解等多物理过程,能够合理预测CRUD内的温度、速度和浓度分布。研究结果表明:考虑硼酸挥发过程的情况下,燃料包壳表面温度的预测值更接近WALT实验数据;饱和温度与硼浓缩量密切相关,随着可溶硼在燃料包壳表面浓缩,饱和温度达到峰值619.32 K;CRUD中硼以可溶硼、沉淀硼和吸附硼3种不同形态存在,其中可溶硼占主导,为98.5275%;CRUD底部的pH值显著增加,在一定温度下LiBO_(2)的析出量由pH值决定。本文还分析了厚度、孔隙率、烟囱密度和烟囱半径等污垢几何参数对硼浓缩量和沸腾传热过程的影响,结果可为燃料棒表面污垢多物理场耦合提供一种计算框架,为堆芯轴向功率偏移的预测提供技术支持。 展开更多
关键词 污垢沉积 硼浓缩 多物理场耦合 堆芯功率偏移 化学反应
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纳米尺度多汽泡成核的沸腾性能研究 被引量：1
4
作者 高德扬 孙志远 +1 位作者 刘展位 薄涵亮 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第6期1254-1261,共8页
沸腾是一种多尺度的相变过程,分子动力学是模拟汽泡成核过程、探究微观尺度汽泡行为和换热机理的一个有力工具。本文从汽泡成核过程和表面换热能力的角度定量分析了润湿性及成核点间距对表面性能的影响。发现多个汽泡核之间会相互挤压,... 沸腾是一种多尺度的相变过程,分子动力学是模拟汽泡成核过程、探究微观尺度汽泡行为和换热机理的一个有力工具。本文从汽泡成核过程和表面换热能力的角度定量分析了润湿性及成核点间距对表面性能的影响。发现多个汽泡核之间会相互挤压,导致同时生长的汽泡核尺寸存在差异。随成核点间距D增大,汽核体积增长率有显著提升。注意到亲水性对于成核存在两方面影响,较强的固液相互作用力使亲水性较强的表面上液体吸热更快,但也造成了更难以逾越的势能壁垒。然而整体来看亲水性更强的表面会更早成核。最后,汽核过早聚并导致流体潜热未被充分利用,临界热通量随D的增大而增大,最高可相差19.6%。在亲水性较差的表面上,光滑表面反而会表现出比纳米结构表面更加优越的传热性能。 展开更多
关键词 汽泡成核 沸腾换热 润湿性 纳米结构表面
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基于分子动力学的多孔结构微观沸腾传热性能研究
5
作者 邓炜 邹之全 +4 位作者 吴子翔 吴迪 刘紫静 赵鹏程 于涛 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第10期2250-2261,共12页
随着表面加工技术的发展,微纳多孔结构成为沸腾传热领域一个重要的研究对象。为了有针对性地对比分析孔隙材料本征润湿性与多孔结构对固-液界面传热传质的影响,采用分子动力学方法对比研究了纳米泡沫多孔结构与纳米网格多孔结构的微观... 随着表面加工技术的发展,微纳多孔结构成为沸腾传热领域一个重要的研究对象。为了有针对性地对比分析孔隙材料本征润湿性与多孔结构对固-液界面传热传质的影响,采用分子动力学方法对比研究了纳米泡沫多孔结构与纳米网格多孔结构的微观芯吸过程与沸腾过程。在多孔结构不变的条件下,设置了亲水、中性、疏水3种固体本征润湿性。研究发现,更亲水的本征润湿性可以增强毛细作用和持水能力,合理的多孔结构则可以增强渗透作用和增加有效传热面积。两者达到设计平衡时,亲水网格多孔结构的芯吸饱和速度比其余案例快5.6倍以上,亲水泡沫多孔结构的热通量则比其余案例高21%以上。 展开更多
关键词 微观沸腾传热 分子动力学模拟 多孔结构 强化沸腾传热
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氦气填充对冷冻靶温度特性影响的数值研究
6
作者 周旭 胡宇鹏 +3 位作者 李明海 徐建国 王易君 毛勇建 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第3期754-761,共8页
惯性约束聚变冷冻靶制备中,为实现靶丸点火,需将柱腔内低压氦气填充至高压。为解决氦气填充过程中的热物理问题,本文基于CFD数值方法,研究了冷冻靶内流场与靶丸表面温度场随氦气填充速度、温度以及稳态压力的变化规律。结果表明,在填充... 惯性约束聚变冷冻靶制备中,为实现靶丸点火,需将柱腔内低压氦气填充至高压。为解决氦气填充过程中的热物理问题,本文基于CFD数值方法,研究了冷冻靶内流场与靶丸表面温度场随氦气填充速度、温度以及稳态压力的变化规律。结果表明,在填充过程,高温氦气烘烤靶丸南半球,导致其温度明显高于北半球,且改变氦气填充速度对靶丸表面温度的影响远小于对填充温度的。稳态阶段氦气填充压力为10 kPa时,靶丸南北极温度接近,但随着氦气填充压力的升高,自然对流效应加强,导致北极与南极温差不断升高,通过参数分析得到临界填充压力为100 kPa。 展开更多
关键词 冷冻靶 氦气填充 稳态压力 温度特性
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兆瓦级紧凑型热管堆堆芯设计方案研究
7
作者 张智鹏 李潘潇 +5 位作者 张泽秦 王成龙 郭凯伦 田文喜 苏光辉 秋穗正 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第10期2212-2221,共10页
热管堆是利用热管导热元件的非能动导热特性来冷却堆芯的新型反应堆,兆瓦级紧凑型热管堆具有广泛的应用前景。本文提出并优化了一款高功率的紧凑型热管堆堆芯设计。利用开源蒙特卡罗软件OpenMC进行堆芯物理计算,通过比较反射能力与材料... 热管堆是利用热管导热元件的非能动导热特性来冷却堆芯的新型反应堆,兆瓦级紧凑型热管堆具有广泛的应用前景。本文提出并优化了一款高功率的紧凑型热管堆堆芯设计。利用开源蒙特卡罗软件OpenMC进行堆芯物理计算,通过比较反射能力与材料密度,采用氧化铍作为反射层。选用滑动反射层与控制棒作为反应性控制手段,反应性价值分别为6705 pcm与7698 pcm,反应堆总停堆深度超过10000 pcm,且单个滑动反射层或安全棒卡住的情况下,堆芯能实现一定的停堆深度。为展平功率分布,燃料采用了三区分区布置方案,径向功率峰因子小于1.35。反应堆具有负的燃料多普勒反应性反馈,具有安全裕量。本文方案实现了堆芯的小型化,堆芯总重量小于2 t,满足15 a长寿命的运行需求。热力耦合计算结果表明本文方案满足基体与燃料温度限值要求。本文工作对高功率紧凑型热管堆系统的设计与优化具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 热管堆 概念设计 堆芯物理特性分析
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基于改进热阻网络模型的高温热管运行特性分析
8
作者 蒋顺利 袁德文 +4 位作者 游尔胜 张友佳 黄善仿 崔迎欢 徐建军 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第11期2457-2466,共10页
高温热管是热管堆系统核心传热元件,建立兼顾计算精度与效率的高温热管运行分析模型,对探索堆用高温热管运行特性具有重要意义。本文基于热阻网络与平面前锋模型,构建了改进热阻网络模型,将计算结果与钠热管实验数据进行对比,启动工况... 高温热管是热管堆系统核心传热元件,建立兼顾计算精度与效率的高温热管运行分析模型,对探索堆用高温热管运行特性具有重要意义。本文基于热阻网络与平面前锋模型,构建了改进热阻网络模型,将计算结果与钠热管实验数据进行对比,启动工况相对偏差小于15.6%,稳态工况相对偏差小于2.3%,验证了模型的合理性。开展了高温钠热管在不同工况下的运行特性研究,结果表明,蒸发段热流密度减小、冷却换热系数或冷凝段长度增大,都会使热管启动时间增加,稳态运行温度下降,传热热阻增大,甚至无法完全启动,临界启动功率与冷却换热系数、冷凝段长度基本呈线性关系。本文模型可作为热管系统中高温热管宏观传热快速模拟的工具,计算结果可为高温热管运行方式提供参考。 展开更多
关键词 高温热管 改进热阻网络 运行特性
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钠热管启动过程轴向传热与稳态径向传热特性研究
9
作者 周政 马在勇 +5 位作者 马誉高 吴奇 张卢腾 孙皖 朱隆祥 潘良明 《动力工程学报》 北大核心 2025年第2期165-170,共6页
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... 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%。 展开更多
关键词 钠热管 轴向传热 径向传热 热阻
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弧形紧凑式换热器内液态铅铋与超临界二氧化碳耦合换热特性
10
作者 郭汶沧 雷贤良 +4 位作者 郭欣阳 王泓云 王海军 陈芳 崔大伟 《核技术》 北大核心 2025年第7期311-320,共10页
由于铅冷快堆系统的空间限制,传统的矩形换热器会受到现实条件的约束,将换热器的布局从矩形布置调整为弧形布置,可以实现换热器与铅冷快堆系统中其他设备的协调布置,有效解决空间受限问题。通过数值模拟的方法,分析评价了弧形换热器在... 由于铅冷快堆系统的空间限制,传统的矩形换热器会受到现实条件的约束,将换热器的布局从矩形布置调整为弧形布置,可以实现换热器与铅冷快堆系统中其他设备的协调布置,有效解决空间受限问题。通过数值模拟的方法,分析评价了弧形换热器在不同入口参数下液态铅铋与超临界二氧化碳(SCO_(2))的耦合传热特性,并比较了弧度α在0°~2°范围的换热性能情况。研究发现,液态铅铋与SCO_(2)耦合换热过程中,热阻主要存在于SCO_(2)侧,换热系数对于SCO_(2)侧质量流量的改变更为敏感;而弧形换热器的弧度对换热性能影响较小,说明弧形换热器对于现实条件的空间限制将有较强适应性。研究结果将为未来铅冷快堆中弧形换热器的设计提供参考。 展开更多
关键词 铅冷快堆 弧形换热器 液态铅铋 SCO_(2) 换热性能
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螺旋管式直流蒸汽发生器多并联通道两相流动不稳定性研究
11
作者 钱冠华 赵亚楠 +1 位作者 王旭 于涛 《核技术》 北大核心 2025年第2期153-162,共10页
螺旋管式直流蒸汽发生器结构紧凑,传热能力强,适用于铅冷快堆等第四代反应堆。两相流的不稳定性可能导致传热管束的机械振动和热疲劳加重,从而对蒸汽发生器的安全运行构成严重威胁。采用RELAP5/MOD3.4程序对14根螺旋传热管的螺旋管式直... 螺旋管式直流蒸汽发生器结构紧凑,传热能力强,适用于铅冷快堆等第四代反应堆。两相流的不稳定性可能导致传热管束的机械振动和热疲劳加重,从而对蒸汽发生器的安全运行构成严重威胁。采用RELAP5/MOD3.4程序对14根螺旋传热管的螺旋管式直流蒸汽发生器的二次侧进行了建模,并基于时域方法研究了启动过程中的振荡行为以及参数对系统稳定性的影响。结果表明:二次侧流体的压力、质量流量和温度在加热段呈现(n-2,2)模式的密度波振荡,并叠加有流型转变不稳定性。此外,增加入口节流度和系统压力、减少出口节流都有利于提高螺旋管式直流蒸汽发生器的系统稳定性。 展开更多
关键词 螺旋管式直流蒸汽发生器 多并联通道 两相流 流动不稳定性 时域分析
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HDR实验堆压力容器-水平管道系统热分层的大涡模拟
12
作者 高启丹 程钱 +1 位作者 余晓菲 周进雄 《应用力学学报》 北大核心 2025年第5期1148-1154,共7页
热分层现象是导致压水反应堆(pressurized water reactor,PWR)管道系统热疲劳失效的主要原因之一。旨在研究反应堆结构中热分层现象引起的管道结构瞬态热分布特征,确定热疲劳敏感点。参考HDR(Heiss Dampf Reaktor)管道热分层实验,建立... 热分层现象是导致压水反应堆(pressurized water reactor,PWR)管道系统热疲劳失效的主要原因之一。旨在研究反应堆结构中热分层现象引起的管道结构瞬态热分布特征,确定热疲劳敏感点。参考HDR(Heiss Dampf Reaktor)管道热分层实验,建立了含反应堆压力容器(reactor pressure vessel,RPV)的全尺寸HDR实验堆仿真模型。研究中,流场计算采用大涡模拟(large eddy simulation,LES)数值方法,以解决大尺度和小尺度的湍流运动对非稳态流动传热过程的影响,耦合固体导热方程,完成了水平管道系统共轭传热分析。结果表明:大涡模拟方法适用于热分层问题研究,对于流场及结构温度分布预测结果与实验数据吻合良好。研究确定了水平管道发生热分层现象时结构温度波动强度最大位置,该点可作为热疲劳分析敏感点。本研究数值模拟方法和分析结果可为压水堆管道系统及设备的结构完整性和安全性评估提供参考。 展开更多
关键词 压水反应堆 热分层 大涡模拟 共轭传热
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基于热管传热的斯特林高温部件CFD敏感性研究
13
作者 游尔胜 李依依 +3 位作者 幸奠川 蒋顺利 王甜蜜 徐建军 《核动力工程》 北大核心 2025年第S1期220-227,共8页
热管-斯特林耦合结构是热管堆系统中热管传热管束与斯特林发电机的几何和传热接口,负责将热管传递过来的堆芯热量传递给斯特林发电机内部的氦气工质。本文采用计算流体动力学(CFD)方法对热管-斯特林耦合结构的传热过程进行了计算分析,... 热管-斯特林耦合结构是热管堆系统中热管传热管束与斯特林发电机的几何和传热接口,负责将热管传递过来的堆芯热量传递给斯特林发电机内部的氦气工质。本文采用计算流体动力学(CFD)方法对热管-斯特林耦合结构的传热过程进行了计算分析,研究了多种冷、热边界对有效传热量、总传热温差等特征参数以及孔道表面温度分布的影响规律。研究结果表明,氦气侧换热能力对传热过程有一定影响,提高对流换热系数或降低氦气温度有利于进一步提高有效传热量。相比之下,热管侧边界条件对传热过程的影响更大,有可能在耦合结构的起始位置造成很大的温度梯度,使总传热温差明显变大,进而影响热管传热安全。因此,需要增强热管向斯特林高温部件的传热能力,并将最大热流密度限制在150 kW/m2以下,以确保热管堆系统运行过程中的热工安全。 展开更多
关键词 边界敏感性 计算流体动力学(CFD)计算 斯特林传热单元 热管堆
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考虑抽吸效应修正的扩散层壁面冷凝模型研究
14
作者 朱治州 佟立丽 曹学武 《核动力工程》 北大核心 2025年第S1期95-102,共8页
蒸汽壁面冷凝是冷却剂丧失事故(LOCA)下非能动热量导出的重要方式,壁面冷凝模型的准确性直接影响分析结果的有效性。本文基于计算流体动力学(CFD)程序构建了扩散层壁面冷凝模型,选取JERICHO冷凝实验对模型的预测效果进行了评估,结果表明... 蒸汽壁面冷凝是冷却剂丧失事故(LOCA)下非能动热量导出的重要方式,壁面冷凝模型的准确性直接影响分析结果的有效性。本文基于计算流体动力学(CFD)程序构建了扩散层壁面冷凝模型,选取JERICHO冷凝实验对模型的预测效果进行了评估,结果表明,低冷凝速率下扩散层壁面冷凝模型能准确预测蒸汽壁面冷凝速率,然而随着蒸汽冷凝速率增加,模型整体低估了壁面冷凝速率。针对这一问题,考虑了抽吸效应和混合气体密度沿壁面法向分布的非均匀性,提出了考虑轻质气体影响的抽吸效应修正关系,对冷凝源项进行了改进,构建了新的扩散层壁面冷凝模型。基于COPAIN实验对改进后模型的预测结果进行了验证,模拟得到的热流密度与实验数据吻合较好,相对误差在±20%以内,证明了改进后的扩散层壁面冷凝模型的准确性。 展开更多
关键词 壁面冷凝模型 混合气体 扩散层 安全壳
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基于CRUD模型的燃料包壳表面离子浓缩的数值模拟研究
15
作者 高畅 陈小强 +2 位作者 潘定一 刘宝君 曾奇锋 《核动力工程》 北大核心 2025年第4期25-34,共10页
在压水堆(PWR)中,一回路冷却剂中锂/钾(Li/K)元素会在燃料包壳表面的沉积物(这些沉积物被称作CRUD)中浓缩,加剧包壳材料锆合金的腐蚀,对燃料寿命及安全性能造成影响,因此,对其开展相关研究具有一定的必要性和紧迫性。本研究采用有限体积... 在压水堆(PWR)中,一回路冷却剂中锂/钾(Li/K)元素会在燃料包壳表面的沉积物(这些沉积物被称作CRUD)中浓缩,加剧包壳材料锆合金的腐蚀,对燃料寿命及安全性能造成影响,因此,对其开展相关研究具有一定的必要性和紧迫性。本研究采用有限体积法,耦合温度场、压力场以及浓度场建立了Li/K元素在CRUD结构中浓缩过程的数值计算模型(CRUD模型),该模型可根据堆芯的热工、水化学条件设计参数对不同工况下的Li/K元素浓缩情况进行模拟计算。本研究首先通过与前人的计算结果进行对比,验证所建立的CRUD模型的准确性,并基于CRUD模型分析堆芯热工设计参数(冷却剂温度、压力、热流密度等)、一回路冷却剂水化学条件(Li/K浓度)、CRUD形态参数(厚度、孔隙率等)对于Li/K离子浓度分布的影响规律,得到了可用于指导堆芯参数准则设计及燃料包壳材料选材准则设计的规律关系。 展开更多
关键词 CRUD模型 多物理场耦合 有限体积法 数值模拟 传热传质
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海洋条件下圆管CHF实验与机理研究
16
作者 孔焕俊 李娅 +1 位作者 桂淼 单建强 《核动力工程》 北大核心 2025年第6期107-116,共10页
海上浮动反应堆是解决海洋开发能源供给问题的重要途径。海洋条件下堆芯燃料组件的临界热流密度(CHF)变化特性与静止时存在显著区别,有必要深入研究。以R134a为工质开展了内径8 mm圆管在倾斜和摇摆条件下的CHF变化特性实验研究,覆盖压力... 海上浮动反应堆是解决海洋开发能源供给问题的重要途径。海洋条件下堆芯燃料组件的临界热流密度(CHF)变化特性与静止时存在显著区别,有必要深入研究。以R134a为工质开展了内径8 mm圆管在倾斜和摇摆条件下的CHF变化特性实验研究,覆盖压力1.3~2.7 MPa、质量通量1000~3000 kg/(m^(2)·s)、倾角(摇摆幅度)0°~30°、摇摆周期3~10 s等工况。研究发现,中低含气率下倾斜和摇摆呈现强化CHF的效果,强化效果随含气率增加呈先增大后减小的趋势,并最终在高含气率下趋于恶化CHF。随着倾斜与摇摆幅度增加、压力和质量流量的减小,其影响愈发显著。摇摆的影响先于倾斜体现,但最终倾斜的影响效果比摇摆更明显。研究有助于阐明海洋条件对CHF影响的规律性认识,为开发适用于海洋条件的CHF机理模型提供参考。 展开更多
关键词 海洋条件 临界热流密度(CHF) R134A 圆管
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燃料包壳破损条件下棒束间距对外逸气泡影响的可视化实验研究
17
作者 黎圣康 蔡杰进 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第6期1302-1312,共11页
压水堆燃料包壳破损时释放出裂变气体,其产生的外逸气泡会影响子通道内的流动和传热特性,从而影响核反应堆的安全运行。为探究燃料棒的排布间距对外逸气泡行为的影响规律,本研究采用折射率匹配技术和高速摄像机,对外逸气泡在不同棒束间... 压水堆燃料包壳破损时释放出裂变气体,其产生的外逸气泡会影响子通道内的流动和传热特性,从而影响核反应堆的安全运行。为探究燃料棒的排布间距对外逸气泡行为的影响规律,本研究采用折射率匹配技术和高速摄像机,对外逸气泡在不同棒束间距的上升过程进行了3×3棒束排列的可视化实验研究。研究发现:棒束间距d=14.6 mm时,右侧外逸气泡的角波数最大,水平振幅最小;随着棒束间距d的增大,右侧外逸气泡平均水平偏移量增大,角波数减小;d=14.6~16.6 mm范围内外逸气泡的速度有较大的增幅,约为4.90%~7.48%;前侧外逸气泡较右侧外逸气泡更扁平,气泡倾斜角的变化与水平偏移量的变化呈正相关。现有的阻力系数预测模型并不适用于本实验的外逸气泡,因此提出了符合本实验所有工况的棒束间距与气泡等效直径之比、惯性力和表面张力的阻力预测公式,其预测值和实验值的相对误差都小于20%。 展开更多
关键词 燃料包壳破损 气泡动力学 折射率匹配 棒束通道
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安全阀开启过程的数值模拟研究 被引量：2
18
作者 张骐 陈爽 +2 位作者 欧阳斌 王冬勇 林超 《自动化应用》 2025年第8期310-312,316,共4页
对核级先导式安全阀开启过程进行数值模拟研究,通过三维CFD及流固耦合计算的分析方法,建立安全阀完善的流体域及固体域三维分析模型。先导阀瞬态开启后,研究腔室内速度场和压力场在不同时间的流场特性,以及先导式安全阀的受力情况,并得... 对核级先导式安全阀开启过程进行数值模拟研究,通过三维CFD及流固耦合计算的分析方法,建立安全阀完善的流体域及固体域三维分析模型。先导阀瞬态开启后,研究腔室内速度场和压力场在不同时间的流场特性,以及先导式安全阀的受力情况,并得出先导阀准确开启压力由弹簧弹性系数与阀门初始位置共同决定,仅依靠静态受力分析来确定阀门的准确开启压力具有局限性。 展开更多
关键词 先导式安全阀 流固耦合 速度场 压力场
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恒压法安全壳泄漏率理论模型的实验验证
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作者 李建发 毕士君 +2 位作者 胡宗文 滑永振 娄泰山 《哈尔滨工业大学学报》 北大核心 2025年第5期166-172,共7页
为提高恒压法安全壳泄漏率测量技术的成熟度,评估恒压法安全壳泄漏率理论模型的适用性与可靠性,提出了标况均值法和工况均值法理论分析模型。理论模型的验证须在壳内压力恒定的环境下获取壳内气体参数并计算泄漏率。首先,在自由容积1000... 为提高恒压法安全壳泄漏率测量技术的成熟度,评估恒压法安全壳泄漏率理论模型的适用性与可靠性,提出了标况均值法和工况均值法理论分析模型。理论模型的验证须在壳内压力恒定的环境下获取壳内气体参数并计算泄漏率。首先,在自由容积1000 m^(3)的钢制安全壳模拟体内布置传感器监测壳内气体状态,并在充气管路上设计流量调节装置维持壳内恒压,分别在正压和负压环境下开展实验,探究了应用标况均值法和工况均值法计算安全壳泄漏率的稳定性和一致性。其次,应用恒压法理论模型分析某核电厂压降法试验获取的工程数据,探究了恒压法理论模型对工程尺度安全壳的适用性和对压降法的包容性。研究结果表明:两种恒压法理论模型计算的安全壳泄漏率具有较好的一致性,相对偏差小于±0.2%;工程尺度试验数据分析中恒压法理论模型计算的泄漏率可以达到压降法的精度,两种方法之间相对偏差不足5%,恒压法理论模型可用于分析压降法试验数据。本研究成果可为恒压法安全壳泄漏率测量技术的理论研究和工程应用提供支撑。 展开更多
关键词 安全壳泄漏率 恒压法 测量方法 工况均值法 标况均值法
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基于光线追踪理论的高温球床堆角系数规律研究
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作者 赵蓬 吴浩 《强激光与粒子束》 北大核心 2025年第9期140-148,共9页
在高温颗粒球床堆芯辐射换热过程中,角系数是辐射换热计算的关键参数。传统数值计算角系数的方法需进行复杂积分运算,且不同几何形状的积分公式各异,计算难度较大。为降低球床颗粒间角系数的计算难度,提出了一种基于光线追踪理论并结合... 在高温颗粒球床堆芯辐射换热过程中,角系数是辐射换热计算的关键参数。传统数值计算角系数的方法需进行复杂积分运算,且不同几何形状的积分公式各异,计算难度较大。为降低球床颗粒间角系数的计算难度,提出了一种基于光线追踪理论并结合颗粒辐射特性的角系数计算模型。该模型无需对颗粒进行建模做离散分析,仅需获取颗粒的坐标信息和半径即可进行计算,极大地简化了计算过程。通过在颗粒相切情况下对比光线追踪与数值结果,当光线密度达到特定值时,二者结果相对误差在1%内。颗粒间辐射主要以中心连线为辐射能量最强处,向四周减少,其变化趋势呈余弦函数。在球床颗粒随机堆积情况下,选取单个颗粒进行分析,发现辐射范围以2倍直径内为主,此时角系数累积超过0.98,颗粒数量在100个以内;在3倍直径范围内,累积角系数超过0.99。 展开更多
关键词 高温球床 辐射传热 光线追踪 角系数 数值解
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