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中国原子能科学研究院先进核燃料研发领域研究进展与挑战
1
作者 何晓军 姚钦文 +6 位作者 韩智杰 苏喜平 张爱民 程全 邹远方 张培升 李思远 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第9期2074-2083,共10页
本文回顾了中国原子能科学研究院(简称原子能院)75年来在核燃料领域取得的成果,结合新时代反应堆工程技术的发展需求,总结了新型核燃料研发面临的挑战。原子能院经过75年的艰苦奋斗,在研究堆燃料、快堆燃料、先进压水堆燃料以及特种动... 本文回顾了中国原子能科学研究院(简称原子能院)75年来在核燃料领域取得的成果,结合新时代反应堆工程技术的发展需求,总结了新型核燃料研发面临的挑战。原子能院经过75年的艰苦奋斗,在研究堆燃料、快堆燃料、先进压水堆燃料以及特种动力堆燃料领域取得突破性成果,建立了覆盖设计分析、制备工艺、试验验证和辐照考验及辐照后检验的完整核燃料研发体系。先进核燃料研发面临研发周期长、技术难度大等问题,新质新域反应堆技术的发展也给核燃料研发带来了新的挑战,未来需结合加速燃料辐照、人工智能、增材制造、数字孪生等新技术的应用,进一步突破新型核燃料研发瓶颈。 展开更多
关键词 核燃料研发 技术创新 加速燃料辐照 人工智能
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加热棒束通道丝网传感器两相流探测方法及影响因素研究
2
作者 周洋 周文雄 +1 位作者 谭煦滨 潘良明 《重庆大学学报》 北大核心 2025年第7期75-84,共10页
加热棒束通道内的气液两相特性分析对反应堆安全运行至关重要。通常采用实验的方法对棒束通道内的两相流特性展开研究。常温下棒束通道的实验中丝网传感器是一种常用的测量手段,但其在带电棒束通道中的应用较少。基于有限元仿真软件中... 加热棒束通道内的气液两相特性分析对反应堆安全运行至关重要。通常采用实验的方法对棒束通道内的两相流特性展开研究。常温下棒束通道的实验中丝网传感器是一种常用的测量手段,但其在带电棒束通道中的应用较少。基于有限元仿真软件中的静电场方法分析了带电棒束通道内电场的存在对丝网传感器的测量影响,并通过实验对仿真结果进行验证。结果表明,在带电棒束通道中,施加给发射电极的激励电压越大,测量区域对气液两相的敏感性越强,越有利于丝网传感器对气液两相的识别。通过20V激励电压下的成像实验验证了该条件下丝网传感器测量的可行性。 展开更多
关键词 棒束通道 两相流 丝网传感器 有限元法
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水压试验对燃料的影响分析
3
作者 徐阳 王严培 +5 位作者 张坤 何梁 胡超 范航 秋博文 唐昌兵 《科学技术创新》 2025年第14期203-208,共6页
水压试验是压水堆堆芯的法定试验,用于研究反应堆冷却剂系统承压运行时的安全性。水压试验通常采用高于服役运行的压力开展,若带燃料进行,可能带来燃料破损失效风险,本研究针对燃料服役过程可能进行水压实验的寿期初、第一循环末、第二... 水压试验是压水堆堆芯的法定试验,用于研究反应堆冷却剂系统承压运行时的安全性。水压试验通常采用高于服役运行的压力开展,若带燃料进行,可能带来燃料破损失效风险,本研究针对燃料服役过程可能进行水压实验的寿期初、第一循环末、第二循环末、第三循环末四个阶段,冷态和热态两种温度下和各极限燃料状态开展水压试验下包壳自立的准则评价,结果表明,RSEM规范下除极特殊情况(燃料棒制造时无预充压力且在寿期初热态下进行水压试验)下均可满足包壳自立准则,水压试验不会导致包壳自立准则的评价。同时,本文针对包壳制造过程中在表面产生的符合技术要求的划痕、压痕等缺陷开展了水压试验影响分析,获得了带制造缺陷的包壳水压试验中的应力分布云图和最大应力。支撑水压试验规程制定,为核电经济系提升提供参考。 展开更多
关键词 水压试验 燃料 全寿期
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空间核动力燃料发展趋势与研究进展 被引量：1
4
作者 吴学志 魏国良 +3 位作者 郭骁 屈哲昊 王轩 任劲如 《材料导报》 北大核心 2025年第5期109-114,共6页
空间核动力是未来实现深空探测和载物运输的关键技术之一,空间核动力具有工作寿命长、机动性能好和受太空环境影响小的特点,是空间环境中可提供能量的优质能源。核燃料是空间核动力反应堆的核心部件,处于长时、高温和强辐射的服役环境,... 空间核动力是未来实现深空探测和载物运输的关键技术之一,空间核动力具有工作寿命长、机动性能好和受太空环境影响小的特点,是空间环境中可提供能量的优质能源。核燃料是空间核动力反应堆的核心部件,处于长时、高温和强辐射的服役环境,是影响空间核反应堆能否高效稳定运行的关键材料,与传统压水堆UO_(2)燃料存在较大不同。本文综述了以空间核电源与核推进为代表的空间核动力反应堆燃料的发展趋势与研究进展,对比分析了不同空间核动力系统燃料体系的区别,从燃料设计、工艺制备、性能分析与服役评价等方面系统阐述了影响空间核动力燃料应用的关键问题,提出了未来我国空间核动力燃料的技术方向与研究重点,为我国先进空间核动力反应堆燃料的优化设计与性能提升提供支持。 展开更多
关键词 空间核动力 反应堆 燃料 核电源 核推进
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绕丝燃料棒接触分析及磨痕模拟方法研究
5
作者 黄永忠 曹俊贤 +3 位作者 李垣明 陈平 王浩煜 肖忠 《核动力工程》 北大核心 2025年第6期151-159,共9页
微动磨蚀是核反应堆燃料棒破损失效的重要原因之一。本文针对绕丝燃料棒,首先基于赫兹接触理论建立了包壳与相邻绕丝的接触压力分布计算方法,并通过有限元模型和增广拉格朗日接触算法完成了包壳与相邻绕丝的接触有限元分析,有限元分析... 微动磨蚀是核反应堆燃料棒破损失效的重要原因之一。本文针对绕丝燃料棒,首先基于赫兹接触理论建立了包壳与相邻绕丝的接触压力分布计算方法,并通过有限元模型和增广拉格朗日接触算法完成了包壳与相邻绕丝的接触有限元分析,有限元分析结果与理论计算结果符合较好。之后,对振动过程中包壳与相邻绕丝的接触位置变化分析,揭示了包壳与相邻绕丝之间磨蚀区域不断变化的磨蚀特性,确定了椭圆接触面扫掠形成的磨蚀区域。基于ARCHARD磨蚀模型,通过对磨痕内各个点在振动过程中的磨蚀量积分计算,实现了对磨痕形貌的模拟预测。最后,通过不同振幅的磨痕模拟分析发现,当振幅超过一定值后,最大磨蚀深度达到最大而不再增加。 展开更多
关键词 燃料棒 绕丝 赫兹接触 微动磨蚀
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基于拓扑优化的燃料组件下管座过滤结构设计方法研究
6
作者 段鑫 霍东 +4 位作者 任全耀 李权 张博 章静 孟亮 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第S2期410-417,共8页
下管座是支撑定位燃料组件的基本结构件,具备异物过滤及提供冷却剂通道的关键作用,对提高反应堆的安全性有重要意义。为提升下管座的异物过滤性能,基于拓扑优化理论提出了一种全新的下管座过滤结构设计方法。将异物过滤问题抽象为异物... 下管座是支撑定位燃料组件的基本结构件,具备异物过滤及提供冷却剂通道的关键作用,对提高反应堆的安全性有重要意义。为提升下管座的异物过滤性能,基于拓扑优化理论提出了一种全新的下管座过滤结构设计方法。将异物过滤问题抽象为异物与过滤结构的几何约束问题,从而耦合到流道拓扑优化的过程中,实现异物过滤性能和压降性能的综合优化。选取反应堆内的典型异物开展过滤结构优化设计,利用CFD方法分析压降性能,通过增材制造打印完成过滤结构试验件制备,并开展异物过滤试验验证异物过滤性能。研究结果表明,相较于原结构,在?1.8 mm×10 mm、φ1 mm×8 mm、φ8 mm×1.2 mm三种典型异物的过滤试验中,异物过滤性能分别提升60%、25%、20%。CFD数值模拟结果表明,拓扑优化过滤结构的压降相较于原结构降低了27%。基于拓扑优化的异物过滤结构实现了异物过滤性能和压降性能的综合显著提升。 展开更多
关键词 燃料组件 下管座 拓扑优化 异物过滤试验 增材制造
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双金属定位格架静态屈曲行为数值模拟研究
7
作者 周明 肖忠 +4 位作者 任全耀 秦勉 何瑞 蒲曾坪 李正阳 《核动力工程》 北大核心 2025年第3期160-165,共6页
定位格架的屈曲失稳行为会影响燃料组件的安全性,为掌握定位格架静态屈曲演化行为,本文基于有限元分析(FEA)方法建立双金属定位格架数值计算模型,通过计算结果与试验结果对比进行验证,并开展初始夹持力对格架强度影响研究。计算结果表明... 定位格架的屈曲失稳行为会影响燃料组件的安全性,为掌握定位格架静态屈曲演化行为,本文基于有限元分析(FEA)方法建立双金属定位格架数值计算模型,通过计算结果与试验结果对比进行验证,并开展初始夹持力对格架强度影响研究。计算结果表明:数值模拟得到的临界屈曲载荷等结果与试验结果吻合良好;定位格架屈曲失稳的主要原因是邻近中心横排的部分条带产生塑性变形并扩大到整体;弹簧夹持力的减小对格架临界屈曲强度的影响较小,但对屈曲后的响应影响较大。本文建立的数值分析方法能够用于双金属定位格架静态临界屈曲载荷的预测,并为新型定位格架结构设计提供支持。 展开更多
关键词 定位格架 有限元分析(FEA) 临界屈曲载荷 初始夹持力
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地震激励下快堆堆芯组件三维碰撞非线性分析研究
8
作者 黑宝平 周世安 《工程力学》 北大核心 2025年第2期245-252,共8页
快堆堆芯组件在地震激励下的振荡变形以及组件间的强烈冲击力会直接影响控制棒的可插入性、组件的结构强度和变形反应性。为确保反应堆的安全性,有必要计算地震工况下快堆堆芯多组件动力学响应。基于钠冷快堆堆芯的经典布置方式和组件... 快堆堆芯组件在地震激励下的振荡变形以及组件间的强烈冲击力会直接影响控制棒的可插入性、组件的结构强度和变形反应性。为确保反应堆的安全性,有必要计算地震工况下快堆堆芯多组件动力学响应。基于钠冷快堆堆芯的经典布置方式和组件结构设计建立了快堆堆芯多组件三维抗震计算模型,解决了组件多角度多点碰撞非线性的难题,提出了针对堆芯等边三角形规则排布多圈组件的高效碰撞循环判据,最后采用隐式Newmark法进行时程分析并完成了三维计算模型与碰撞非线性算法的测试与验证。研究表明:该计算方法在计算精度和保守性上均优于国际同类专用程序,为自主化程序的工程化应用奠定了理论基础。 展开更多
关键词 快堆堆芯组件 三维抗震模型 隐式Newmark法 碰撞非线性 算法验证
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基于不均衡卷积特征提取的燃料棒焊缝缺陷检测方法
9
作者 黄帆 向勃 +1 位作者 李平 刘悦 《核技术》 北大核心 2025年第6期27-38,共12页
核燃料棒在反应堆运行中面临极端服役环境,其包壳管与端塞焊缝的精密检测是核安全的重要保障措施。针对真实缺陷发生概率低、X射线成像设备成本高等原因造成高质量的训练数据集缺乏,以及现有模型难以满足实时性检测需求等问题,本文设计... 核燃料棒在反应堆运行中面临极端服役环境,其包壳管与端塞焊缝的精密检测是核安全的重要保障措施。针对真实缺陷发生概率低、X射线成像设备成本高等原因造成高质量的训练数据集缺乏,以及现有模型难以满足实时性检测需求等问题,本文设计了一种基于不均衡卷积特征提取的智能缺陷检测算法,通过在边界回归损失函数中引入距离注意力机制,构建基于不均衡卷积的特征提取主干网络,获得了具有高检测精度和良好实时性的检测模型YOLOv8n-WIOU-Fasternet,解决缺陷特征不均衡导致的检测模型精度有限和稳定性差的问题。通过自行采集的500支燃料棒的X射线数字成像(Digital Radiography,DR)图像,制成一批包含气孔、气胀、未焊透、夹钨和堵孔等异常缺陷样品。选取端塞焊缝附近作为感兴趣区域,采用开源图像标注工具LabelImg对缺陷区域进行手动标注,获得720张缺陷图像。通过对该数据集进行了系统性的数据扩充,生成带有“伪缺陷”的样本,构建出包含不同类型缺陷的燃料棒DR图像共计7200张,其中气孔、夹钨、未焊透等不同类型缺陷在训练集中的数量相同,并按8:2的比例划分为训练集和验证集。另行采集了72张未参与训练和验证过程的燃料棒缺陷图像,作为独立测试集,对本文所提出的缺陷检测模型进行了性能评估与实验验证。实验结果表明,该模型的检测精度明显优于人工特征提取类缺陷检测方法和原始的YOLOv8模型,漏检率和误检率均低于5%。本文所提出的模型在检测精度和计算效率之间实现了良好的平衡,为燃料棒缺陷检测提供了一种创新且实用的解决方案。 展开更多
关键词 燃料棒 焊缝 缺陷检测 不均衡卷积特征提取 卷积神经网络
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热室内燃料棒再组装及湿式贮存技术研究
10
作者 王清瑞 周滢 +3 位作者 高天 王玮 汤琪 王华才 《中国设备工程》 2025年第12期122-125,共4页
本研究针对燃料棒或辐照后检验样品湿法贮存工艺,建立了基于双重验证机制的再组装焊接质量控制体系。通过热室外参数优化与热室内工艺重现性验证相结合的试验方法,确定自动氩弧焊最佳工艺参数(电流39A,焊接角度500°,转速3r/min),... 本研究针对燃料棒或辐照后检验样品湿法贮存工艺,建立了基于双重验证机制的再组装焊接质量控制体系。通过热室外参数优化与热室内工艺重现性验证相结合的试验方法,确定自动氩弧焊最佳工艺参数(电流39A,焊接角度500°,转速3r/min),实现焊缝熔深≥0.74mm(达壁厚1.1倍)与气密性达到5.1×10-10Pa·m3/s。创新性设计专用端塞结构,使焊接合格率获得极大提升。开发热室标准化燃料棒再组装流程,采用机械手精准装配燃料棒、外包壳及端塞,通过模拟芯块作为支撑实现燃料棒纵向位置精准控制结合贮存水池,构建了满足20年贮存要求的完整工艺链,为乏燃料安全管理提供技术支撑。 展开更多
关键词 燃料棒 再组装 热室 贮存水池
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模块式小型反应堆堆内分流密封环设计与研究
11
作者 邓朝俊 李浩 +4 位作者 许斌 颜达鹏 陈忻 唐浩 段正琨 《科学技术创新》 2025年第16期65-68,共4页
针对模块式小型堆堆内分流密封需求,全新设计一种截面为双C型的堆内分流密封环。采用有限元方法分析计算了堆内分流密封环的轴向刚度,与实测值吻合较好。进一步分析了在密封介质压力差作用下堆内分流密封环的轴向刚度及应力和变形情况... 针对模块式小型堆堆内分流密封需求,全新设计一种截面为双C型的堆内分流密封环。采用有限元方法分析计算了堆内分流密封环的轴向刚度,与实测值吻合较好。进一步分析了在密封介质压力差作用下堆内分流密封环的轴向刚度及应力和变形情况。该研究为模块式小型反应堆堆内分流密封环的设计与优化提供了重要理论指导。 展开更多
关键词 模块式小型反应堆 轴向刚度 漏流试验
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铅铋合金填充间隙的SiC复合包壳燃料棒初步设计 被引量：1
12
作者 张睿潇 贺亚男 +4 位作者 章静 巫英伟 田文喜 秋穗正 苏光辉 《核技术》 北大核心 2025年第2期181-190,共10页
SiC复合包壳热导率在辐照后显著下降,且在发生芯块-包壳机械相互作用时会受到较大的拉应力导致失效。为改善SiC材料导热性能差导致燃料温度过高及芯块-包壳机械相互作用导致包壳失效的问题,提出了使用液态铅铋合金(Lead-Bismuth Eutecti... SiC复合包壳热导率在辐照后显著下降,且在发生芯块-包壳机械相互作用时会受到较大的拉应力导致失效。为改善SiC材料导热性能差导致燃料温度过高及芯块-包壳机械相互作用导致包壳失效的问题,提出了使用液态铅铋合金(Lead-Bismuth Eutectic,LBE)填充芯块-包壳间隙的设计。基于FRAPCON程序添加了芯块-包壳间隙材料填充模型,对液态铅铋合金填充间隙的双层SiC包壳燃料棒进行了初步分析,并优化了设计参数。对比了三种燃料棒(UO_(2)-SiC、含中心孔的UO_(2)-SiC、UO_(2)-LBE-SiC)在正常运行工况下的性能。结果表明:中心孔芯块设计不能避免UO_(2)-SiC燃料棒的失效,优化设计后的UO_(2)-LBE-SiC燃料峰值温度下降约200 K,LBE填充芯块-包壳间隙也避免了芯块-包壳机械相互作用的发生,外层包壳最大拉应力为5 MPa,燃料棒失效概率小于1×10^(-6),可满足安全性要求。 展开更多
关键词 SiC复合包壳 失效概率 优化设计 液态金属填充 燃料性能
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燃料组件啜吸热工分析
13
作者 宋霁阳 刘畅 +2 位作者 马立勇 康长虎 郭雨非 《科技视界》 2025年第18期83-86,共4页
啜吸操作是核燃料辐照检验中用于监测裂变气体释放的关键技术,其通过近似真空条件抽取燃料组件内部气体,以非破坏性方式检测组件的完整性。针对燃料组件可能存在的微小破损问题,热工安全分析需重点关注啜吸过程中燃料包壳表面温度的动... 啜吸操作是核燃料辐照检验中用于监测裂变气体释放的关键技术,其通过近似真空条件抽取燃料组件内部气体,以非破坏性方式检测组件的完整性。针对燃料组件可能存在的微小破损问题,热工安全分析需重点关注啜吸过程中燃料包壳表面温度的动态变化,以避免局部过热引发安全隐患。本研究基于STAR-CCM+仿真软件构建了燃料辐照组件与啜吸装置的全尺寸模型,系统分析了燃料包壳氧化层、不锈钢内壁氧化层以及啜吸装置几何参数(如内径、高度)对燃料包壳表面最高温度的影响规律。研究结果表明,组件啜吸装置内壁氧化层与不锈钢装置内径对燃料组件表面最高温度的影响较大。为了限制燃料包壳表面最高温度,可以考虑将啜吸装置内壁面涂抹氧化层,并增大啜吸装置尺寸,可以大幅缩短燃料辐照组件冷却时间,加快检测进度,为辐照工作的顺利进行提供保障。 展开更多
关键词 燃料组件 高通量工程试验堆(HFETR) STAR-CCM+仿真软件 氧化膜 啜吸装置
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带定位格架棒束燃料组件高温压降试验研究
14
作者 姚瑞 樊睿辰 +2 位作者 高冲 张峻华 瞿淼 《科技视界》 2025年第18期64-67,共4页
为给某新型带定位格架棒束燃料组件热工水力分析提供输入和支持数据,进行了高温压降试验研究。试验中采用几何尺寸1∶1的模拟燃料组件和等流通截面积筒体。试验取雷诺数Re为38000~500000,相邻工况点雷诺数间隔在30000以内。在燃料组件... 为给某新型带定位格架棒束燃料组件热工水力分析提供输入和支持数据,进行了高温压降试验研究。试验中采用几何尺寸1∶1的模拟燃料组件和等流通截面积筒体。试验取雷诺数Re为38000~500000,相邻工况点雷诺数间隔在30000以内。在燃料组件入口带堆芯下板、出口带堆芯上板且封堵了控制棒导向管流水孔条件下,试验得到了燃料组件各定位格架、光棒束、进口段、出口段和总阻力系数。试验结果与对比燃料组件的阻力系数数据进行比对发现:燃料组件结构搅混格架和跨间搅混格架阻力系数与对比燃料组件阻力系数无较大差异,有可比性;总阻力系数比对比燃料组件大9%,是各燃料组件结构设计差异所致。 展开更多
关键词 燃料组件 高温压降试验 阻力系数
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燃料组件变刚度板弹簧压紧力分析模型研究
15
作者 金渊 彭遥 +3 位作者 李伟才 蔡晓枘 张玉相 胡海翔 《核动力工程》 北大核心 2025年第1期191-198,共8页
为开展压水堆燃料组件变刚度板弹簧的压紧力分析,本文在分析了传统板弹簧加卸载过程的基础上,综合考虑温度变化、辐照生长和辐照松弛等影响因素,进一步分析了变刚度板弹簧在不同加卸载过程中的压紧力变化,给出了变刚度板弹簧的全过程载... 为开展压水堆燃料组件变刚度板弹簧的压紧力分析,本文在分析了传统板弹簧加卸载过程的基础上,综合考虑温度变化、辐照生长和辐照松弛等影响因素,进一步分析了变刚度板弹簧在不同加卸载过程中的压紧力变化,给出了变刚度板弹簧的全过程载荷-变形曲线。分析结果表明:燃料组件辐照生长增加了变刚度板弹簧的变形,但不改变加卸载刚度曲线;变刚度板弹簧的辐照松弛过程可分解为2组板弹簧的并联,并分开考虑其辐照松弛量,刚度曲线特性保持不变;当燃料组件辐照生长量大于板弹簧辐照松弛量时,板弹簧的塑性变形将增加。 展开更多
关键词 燃料组件 变刚度 板弹簧 压紧力
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不锈钢表面包埋渗铝热氧化处理制备氧化铝膜及其对氢渗透的影响 被引量：19
16
作者 沈嘉年 李凌峰 +2 位作者 张玉娟 李谋成 刘冬 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第B07期73-78,共6页
研究了一种在不锈钢(00Cr17Ni14Mo2和1Cr18Ni9Ti)表面渗铝,形成富铝表层,再原位氧化生长Al2O3膜层的防氚渗透新材料技术,用氢来模拟氘、氚在材料中的渗透行为。分析了渗铝表层的形貌、结构以及渗铝层的成分分布。结果表明:渗铝层呈致密... 研究了一种在不锈钢(00Cr17Ni14Mo2和1Cr18Ni9Ti)表面渗铝,形成富铝表层,再原位氧化生长Al2O3膜层的防氚渗透新材料技术,用氢来模拟氘、氚在材料中的渗透行为。分析了渗铝表层的形貌、结构以及渗铝层的成分分布。结果表明:渗铝层呈致密结晶组织,主要由FeAl相组成;渗层呈多层结构,外层约25μm,过渡层约5μm和内层约30μm,各亚层间及渗层与基体间结合紧密,无裂缝;渗铝表层铝浓度较高(>30%),这为进一步原位热氧化生长Al2O3膜提供了保证。采用XRD、S570SEM/EDS和SPM分析了Al2O3膜的相结构和表面形貌,采用IRSE1红外椭圆偏振仪测定Al2O3膜厚。结果表明:渗铝层发生选择性氧化,在表面生成均匀、致密Al2O3膜,在900℃、约3Pa氧气环境中氧化2h所生长的膜的厚度约为0.6μm。将氧化后的样品放入1台超高真空吸放氢测试系统中进行渗氢处理,并用前向弹性反冲(ERD)对渗氢样品进行分析测试。结果表明:沿着膜层深度方向,氢原子浓度急剧降低,在深度0.2μm处,原子浓度趋于平衡,原子百分比浓度约保持为0.007%,与不锈钢基体化学组成中的氢原子含量相近,表明从薄膜层0.2μm起,氢原子难以渗透进去,这说明本研究所制备的Al2O3膜层具有良好的防氢渗透效果。 展开更多
关键词 包埋渗铝 不锈钢 热氧化 氢渗透 扩散
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燃料组件板弹簧压紧系统非线性特征数值研究 被引量：14
17
作者 蒲曾坪 张吉斌 +3 位作者 齐敏 茹俊 张林 庞华 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第S2期87-89,共3页
燃料组件压紧系统是核反应堆燃料组件的重要部件,其性能影响到燃料组件的完整性乃至安全性。本文研究了板弹簧压紧系统运行过程中的非线性特点,并逐项给出了模拟措施,实现了板弹簧压紧系统非线性特征的数值模拟;并通过实测数据对数值模... 燃料组件压紧系统是核反应堆燃料组件的重要部件,其性能影响到燃料组件的完整性乃至安全性。本文研究了板弹簧压紧系统运行过程中的非线性特点,并逐项给出了模拟措施,实现了板弹簧压紧系统非线性特征的数值模拟;并通过实测数据对数值模拟方法进行了验证。 展开更多
关键词 燃料组件 压紧系统 板弹簧 非线性 数值模拟
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格架松弛对燃料棒湍流激励及微振磨损的影响研究 被引量：11
18
作者 齐欢欢 冯志鹏 +2 位作者 姜乃斌 黄茜 黄旋 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第10期1810-1816,共7页
假设所有支承有效,基于燃料棒模态分析的结果,根据压水堆燃料棒的流场分布特征,采用功率谱密度表征湍流激励,结合相关功率谱密度试验参数,求解了各阶模态的振动位移均方值,基于ARCHARD磨损公式计算了燃料棒刚凸位置的磨损深度。由于制... 假设所有支承有效,基于燃料棒模态分析的结果,根据压水堆燃料棒的流场分布特征,采用功率谱密度表征湍流激励,结合相关功率谱密度试验参数,求解了各阶模态的振动位移均方值,基于ARCHARD磨损公式计算了燃料棒刚凸位置的磨损深度。由于制造工艺、运输、辐照的影响,格架对燃料棒的夹持作用可能松弛。依次假设格架单个刚凸及弹簧松弛,研究了松弛对燃料棒模态、流致振动以及磨损的影响。结果表明:格架弹簧的松弛对固有频率的影响可忽略;原振幅较大的位置附近刚凸松弛对固有频率影响明显;堆芯入口及出口的横向流速较大,燃料棒底部和顶部的湍流激励振幅较大,这些位置的刚凸支承松弛使湍流激励振幅明显增大,中间位置的刚凸支承松弛对振幅影响较小;刚凸支承松弛对磨损深度的影响与对湍流激励最大振幅的影响趋势基本一致。磨损除了与湍流激励振幅相关,还与固有频率相关,顶部振型和频率乘积的影响大于底部格架位置,顶部格架刚凸松弛对磨损影响最大。 展开更多
关键词 燃料棒 刚凸 格架松弛 流致振动 微振磨损
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压水堆燃料棒包壳微振磨损计算方法 被引量：11
19
作者 齐欢欢 冯志鹏 +2 位作者 吴万军 姜乃斌 黄旋 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期54-57,共4页
采用Archard磨损公式作为压水堆燃料棒包壳的磨损理论模型,预测燃料棒包壳与格架之间的微振磨损,其中关键的物理量是磨损系数、燃料棒与格架之间的接触力以及滑动距离。磨损系数一般通过试验确定。随着燃耗加深,燃料棒与格架之间的接触... 采用Archard磨损公式作为压水堆燃料棒包壳的磨损理论模型,预测燃料棒包壳与格架之间的微振磨损,其中关键的物理量是磨损系数、燃料棒与格架之间的接触力以及滑动距离。磨损系数一般通过试验确定。随着燃耗加深,燃料棒与格架之间的接触力是时变函数,燃料棒夹持力随燃耗的变化曲线可采用试验或经验公式确定。由格架刚凸的刚度、包壳与格架的接触力以及它们之间的摩擦系数确定滑动阈值,将最大湍流激励的振动响应与滑动阈值进行比较,确定燃料棒包壳相对于格架是否存在滑动,计算燃料棒包壳在微小时间间隔内的滑移距离。几个物理量确定后,对磨损公式时间积分得到燃料棒包壳的微振磨损量。根据圆柱和表面的磨损几何关系,理论推导磨损量与磨损深度的关系,确定磨损深度,将磨损深度与相关准则进行比较,评估燃料棒包壳是否满足机械完整性的要求。 展开更多
关键词 燃料棒包壳 微振磨损 磨损体积 磨损深度
原文传递
压水堆燃料组件池边检查技术研究进展 被引量：14
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作者 任亮 李国云 +4 位作者 江林志 张显鹏 邝刘伟 唐洪奎 张海生 《科技导报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第18期91-95,共5页
燃料组件池边检查是核电站燃料组件首要且必不可少的重要检测项目。基于压水堆燃料组件水下检查引出池边检查技术特点,分析了当前池边检查技术的国内外研究现状,介绍了燃料组件水下外观、尺寸测量、涡流氧化膜测量等池边检查技术。池边... 燃料组件池边检查是核电站燃料组件首要且必不可少的重要检测项目。基于压水堆燃料组件水下检查引出池边检查技术特点,分析了当前池边检查技术的国内外研究现状,介绍了燃料组件水下外观、尺寸测量、涡流氧化膜测量等池边检查技术。池边检查技术可以准确可靠地得到压水堆内燃料组件辐照后表面状态、辐照伸长、包壳氧化程度等辐照信息数据,为压水堆燃料组件堆内辐照稳定性和完整性等评价提供必要依据。 展开更多
关键词 压水堆燃料组件 辐照 池边检查技术
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