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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
1
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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铅铋合金填充间隙的SiC复合包壳燃料棒初步设计
2
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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考虑流阻-过滤-承载性能的下管座结构优化研究
3
作者 张博 袁攀 +7 位作者 肖忠 光宏昊 柴振鸿 段鑫 辛勇 朱发文 孙坤 李宝童 《核动力工程》 北大核心 2025年第1期225-231,共7页
为实现燃料组件下管座的冷却剂压降、异物过滤和结构承载等多种性能的综合提升,本研究提出了一种多目标优化方法。该方法以冷却剂压降和异物过滤效率为目标,优化下管座的关键尺寸参数,并以六边形下管座为例开展了尺寸优化研究。结果表明... 为实现燃料组件下管座的冷却剂压降、异物过滤和结构承载等多种性能的综合提升,本研究提出了一种多目标优化方法。该方法以冷却剂压降和异物过滤效率为目标,优化下管座的关键尺寸参数,并以六边形下管座为例开展了尺寸优化研究。结果表明,采用该方法下管座的冷却剂压降和异物过滤的优化幅度分别达到12.5%和6.3%,并且优化后的最大应力同步降低14.0%,性能提升效果显著。本研究建立的多目标优化方法具有通用性,能够适用于其他类型下管座的结构优化以提升其综合性能。 展开更多
关键词 下管座 多目标优化 压降 异物过滤 代理模型 粒子群优化
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基于多目标优化算法的拉棒磨损工艺参数优化设计
4
作者 何富春 符纯明 +3 位作者 宗奔阳 陈凯 唐德文 张哲 《核动力工程》 北大核心 2025年第5期139-147,共9页
燃料组件装配过程中不可避免地会对燃料棒表面造成磨损,随着反应堆的长期运行,磨损区域可能引发燃料包壳的破损,从而导致核燃料泄漏至一回路中,影响反应堆的安全运行。针对拉棒磨损问题,本文从拉棒加载速度和刚凸接触表面几何截面宽度... 燃料组件装配过程中不可避免地会对燃料棒表面造成磨损,随着反应堆的长期运行,磨损区域可能引发燃料包壳的破损,从而导致核燃料泄漏至一回路中,影响反应堆的安全运行。针对拉棒磨损问题,本文从拉棒加载速度和刚凸接触表面几何截面宽度两个方面进行了综合分析与优化。研究基于Archard磨损理论建立了相应的有限元分析模型,同时为提高计算效率,利用分析结果构建了Kriging模型,并基于新提出的基于支配关系的改进多目标矮猫鼬优化算法(MDMO),以Kriging模型作为目标函数求解了拉棒磨损问题的Pareto前沿。研究结果表明,结合Pareto前沿特征所提出的三组优化工艺参数显著降低了拉棒过程中燃料棒表面的磨损深度,为降低拉棒装载过程中燃料棒表面磨损提供了一定的参考。 展开更多
关键词 燃料组件 拉棒磨损 Archard磨损理论 多目标优化
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弥散流工况下矩形窄缝通道鼓包对流动传热的影响
5
作者 卢嘉鸣 王言 +2 位作者 姚嘉晔 洪钢 张尧立 《厦门大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期177-185,共9页
[目的]分析弥散流膜态沸腾工况下鼓包尺寸及间距对通道流动传热的影响.[方法]采用Ansys Fluent软件对带鼓包结构的矩形窄缝通道进行几何建模和网格划分,并针对弥散流传热机理构建弥散流传热数值计算模型,对不同鼓包高度、直径和间距的... [目的]分析弥散流膜态沸腾工况下鼓包尺寸及间距对通道流动传热的影响.[方法]采用Ansys Fluent软件对带鼓包结构的矩形窄缝通道进行几何建模和网格划分,并针对弥散流传热机理构建弥散流传热数值计算模型,对不同鼓包高度、直径和间距的矩形窄缝通道流动传热特性进行计算分析.[结果]鼓包对流体出口温度及鼓包区域局部温度产生明显影响.鼓包的出现导致流域横截面变小、鼓包顶部和壁面间的流体流速增大,使得局部传热能力增强,但由于多个鼓包排列导致阻力增大,使燃料板后段的整体传热能力下降,壁面温度波动接近15.0 K,容易导致传热恶化的提前发生.鼓包高度、直径和间距的增大,均使流体温度和壁面温度上升的趋势逐渐增强,温度最高值也呈上升趋势.[结论]弥散流工况下,鼓包的出现使得矩形窄缝通道后段的整体传热能力下降,壁面温度波动加剧,容易导致传热恶化的提前发生.在实际应用中需充分考虑该因素,以保证燃料元件在冷却剂丧失事故下的安全性和完整性. 展开更多
关键词 矩形窄缝通道 鼓包 弥散流膜态沸腾 数值模拟
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SiC_(f)/SiC复合材料包壳预制体缠绕成型工艺铺层方案的优化
6
作者 程仁政 高建军 +3 位作者 董凯 邓建基 王梦千 芦武刚 《机械工程材料》 北大核心 2025年第9期71-76,共6页
采用缠绕成型工艺在1环向层+1螺旋层、环向层纱宽1.1 mm、螺旋层纱宽0.85 mm、螺旋层缠绕角度±45°、一切点、缠绕张力0~5 N铺层方案下制备SiC纤维(SiC_(f))/SiC复合材料包壳预制体,根据预制体的壁厚要求(0.45~0.56 mm)、纤维... 采用缠绕成型工艺在1环向层+1螺旋层、环向层纱宽1.1 mm、螺旋层纱宽0.85 mm、螺旋层缠绕角度±45°、一切点、缠绕张力0~5 N铺层方案下制备SiC纤维(SiC_(f))/SiC复合材料包壳预制体,根据预制体的壁厚要求(0.45~0.56 mm)、纤维体积分数要求(45%~55%)及表面质量要求确定最优缠绕张力;改变螺旋层纱宽与缠绕角度,计算预制体理论厚度,得到满足壁厚要求的铺层方案并制备预制体,研究了螺旋层缠绕角度和切点数对壁厚、纤维体积分数的影响;预制体进行热解碳、化学气相渗透(CVI)及化学气相沉积(CVD)致密后制成包壳,对比研究了不同铺层方案下所制备包壳的密度、孔隙率、环向和轴向强度,确定了较优的铺层方案。结果表明:最优缠绕张力为3 N,此时预制体表面平整,纱线排布均匀,壁厚为0.5 mm,纤维体积分数为50%;螺旋层缠绕角度越大,包壳表面凸起数量越多,表面质量越差;切点数的增加导致预制体纤维搭接架空增多,对其CVI致密过程有正向作用,所制备包壳的孔隙率降低。满足预制体壁厚要求的铺层方案为1环向层+1螺旋层、环向层纱宽1.1 mm、螺旋层纱宽0.85 mm、缠绕角度±40°、3切点(方案一)以及1环向层+2螺旋层、环向层纱宽1.1 mm、螺旋层纱宽1.35 mm、缠绕角度±35°、3切点(方案二)。铺层方案一下所制包壳的轴向强度及孔隙率未达到指标要求,而铺层方案二下所制包壳的性能满足指标要求,其环向强度为197 MPa,轴向强度为235.2 MPa,孔隙率为6.45%,密度为2.87 g·cm^(−3)。 展开更多
关键词 SiC_(f)/SiC复合材料 预制体 缠绕成型工艺 铺层设计
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高温气冷堆事故工况下舱室冷却系统排热性能分析
7
作者 秦亥琦 李晓伟 +3 位作者 张丽 柳雄斌 郑艳华 吴莘馨 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第4期838-845,共8页
舱室冷却系统(RCCS)是球床模块式高温气冷堆(HTR-PM)的重要安全设施,预测事故工况下混凝土温度分布对于核安全具有重要意义。本文依托HTR-PM事故分析,采用计算流体动力学(CFD)方法,开展了RCCS全比例二维辐射传热及对流换热模拟。结果显... 舱室冷却系统(RCCS)是球床模块式高温气冷堆(HTR-PM)的重要安全设施,预测事故工况下混凝土温度分布对于核安全具有重要意义。本文依托HTR-PM事故分析,采用计算流体动力学(CFD)方法,开展了RCCS全比例二维辐射传热及对流换热模拟。结果显示:RCCS具备充分的排热能力以实现反应堆舱室的有效冷却,在严重事故工况下,混凝土最高温度约为111℃,远低于设计限值;事故引起的舱室内热扰动穿透混凝土所需时间约为48 h,混凝土内部温度分布在约120 h后趋于稳定;给出了混凝土内、外壁面换热量分布。本文结果可为RCCS设计、高温气冷堆事故分析提供参考。 展开更多
关键词 球床模块式高温气冷堆 舱室冷却系统 混凝土 排热性能
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300MW燃料组件组装设备研制及应用
8
作者 聂启秀 谢岩 +1 位作者 骆剑 黄洋 《设备管理与维修》 2025年第5期28-32,共5页
压水堆燃料组件的组装包括燃料棒装入骨架及上下管座的装配,是组件生产的最后一道工序和组件制造的关键工艺,直接影响组件的直线度、扭转度、垂直度等指标。根据压水堆燃料组件组装设备的使用经验,研制一台用于300 MW燃料组件组装的设... 压水堆燃料组件的组装包括燃料棒装入骨架及上下管座的装配,是组件生产的最后一道工序和组件制造的关键工艺,直接影响组件的直线度、扭转度、垂直度等指标。根据压水堆燃料组件组装设备的使用经验,研制一台用于300 MW燃料组件组装的设备并确定组装工艺,试验表明它们可以满足组装的技术要求。目前,该设备已成功应用于组件制造,首次实现300 MW燃料组件自动拉棒,大大提高燃料组件的生产效率和质量水平。 展开更多
关键词 300 MW燃料组件 组装设备 拉棒工艺
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超高温气冷堆燃料元件制备和性能评价研究 被引量：1
9
作者 刘马林 程心雨 +5 位作者 刘兵 王桃葳 刘泽兵 杨旭 刘荣正 邵友林 《核动力工程》 CSCD 北大核心 2024年第S2期231-237,共7页
针对未来超高温气冷堆的研发要求,开展了相关燃料元件的设计、新型包覆层制备、三层各向同性(TRISO)颗粒辐照前高温考验以及辐照后高温考验等多个方面的工作。具体包括对SiC包覆层、ZrC包覆层、NbC包覆层、碳化物复合包覆层的流化床-化... 针对未来超高温气冷堆的研发要求,开展了相关燃料元件的设计、新型包覆层制备、三层各向同性(TRISO)颗粒辐照前高温考验以及辐照后高温考验等多个方面的工作。具体包括对SiC包覆层、ZrC包覆层、NbC包覆层、碳化物复合包覆层的流化床-化学气相沉积制备方法进行了研究,并对SiC包覆层进行了辐照前超高温考验(最高达2500℃)和辐照后高温考验(最高达1770℃)研究。研究结果表明,采用流化床-化学气相沉积方法,分别以液体CH_(3)SiCl_(3)、固体ZrCl_(4)、NbCl_(5)为前驱体,采用气相载带输运,气体粉末输运等方法可以制备出单一物相的SiC包覆层、ZrC包覆层、NbC包覆层以及碳化物复合涂层,其中SiC包覆层的规模化制备已经成功实现。辐照前的高温考验发现TRISO颗粒的SiC包覆层可以承受短时2200℃的高温。在2100℃以上,发生了部分相变、晶粒长大和微量分解现象,整体包覆层仍然保持较为完整的结构。辐照后的1770℃高温考验表明,高温会加速Cs等裂变元素在TRISO颗粒内致密热解炭层中的扩散,没有发现SiC包覆层破损,即阻挡裂变产物的能力继续维持,同时采用分子模拟等手段对高温考验和辐照后的各种微观结构以及混合晶型的SiC包覆材料进行了数值模拟。以上研究结果为我国超高温气冷堆燃料元件的研发和性能评价提供了参考,对未来超高温气冷堆的发展具有重要意义。 展开更多
关键词 超高温气冷堆 燃料元件 高温考验 新型包覆层 辐照考验
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Cr_(2)O_(3)掺杂UO_(2)芯块晶粒生长动力学研究
10
作者 郑新海 吴学志 尹邦跃 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S02期5-10,共6页
本工作采用恒速升温和等温烧结实验方法研究了不同Cr_(2)O_(3)掺杂量UO_(2)芯块的晶粒生长动力学。结果表明,掺杂少量Cr_(2)O_(3)可以提高UO_(2)烧结速度,降低烧结温度。1500~1750℃下烧结,添加0.1wt%、0.5wt%Cr_(2)O_(3)均可以加速芯... 本工作采用恒速升温和等温烧结实验方法研究了不同Cr_(2)O_(3)掺杂量UO_(2)芯块的晶粒生长动力学。结果表明,掺杂少量Cr_(2)O_(3)可以提高UO_(2)烧结速度,降低烧结温度。1500~1750℃下烧结,添加0.1wt%、0.5wt%Cr_(2)O_(3)均可以加速芯块致密化进程,添加Cr_(2)O_(3)后,烧结温度可以降低至1600℃,而标准UO_(2)烧结温度需在1700℃以上。掺杂Cr_(2)O_(3)可以明显促进UO_(2)晶粒生长,Cr_(2)O_(3)掺杂量越多,温度越高,UO_(2)晶粒生长速度越快。掺杂0.1wt%Cr_(2)O_(3)的UO_(2)芯块的晶粒生长动力学符合3次方模型,晶粒生长指数n=3,激活能Q=454.2 kJ/mol,掺杂0.5wt%Cr_(2)O_(3)的UO_(2)芯块的晶粒生长动力学符合2.2次方模型,晶粒生长指数n=2.2,激活能Q=371.3 kJ/mol。 展开更多
关键词 掺杂Cr_(2)O_(3) UO_(2)芯块 晶粒尺寸 晶粒生长动力学 晶粒生长指数 激活能
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影响螺纹套管与导向管胀接质量关键因素的分析与优化 被引量：1
11
作者 何富春 符纯明 +4 位作者 唐德文 霍绍勇 陈凯 王诗瑞 宗奔阳 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期123-129,共7页
为探究胀杆加载距离以及两管间摩擦因数对核燃料组件支撑骨架中螺纹套管与导向管之间胀接质量的影响,通过建立螺纹套管与导向管的等比例数值模型,并设计双因素四水平的正交试验,在给定工况下采用有限元分析方法对不同试验组合进行数值... 为探究胀杆加载距离以及两管间摩擦因数对核燃料组件支撑骨架中螺纹套管与导向管之间胀接质量的影响,通过建立螺纹套管与导向管的等比例数值模型,并设计双因素四水平的正交试验,在给定工况下采用有限元分析方法对不同试验组合进行数值分析。分析结果表明,胀杆加载距离和两管间摩擦因数对胀接质量均有显著影响。为提高优化效率,结合Kriging模型并利用粒子群优化算法以最大减薄率≤10%为约束,在给定的胀杆加载距离和两管间摩擦因数区间内进行优化求解,获得优化胀接参数为胀杆加载距离28.42 mm、摩擦因数0.14。本文研究为提升螺纹套管与导向管胀接质量和改善胀接工艺提供了理论参考。 展开更多
关键词 核燃料组件 螺纹套管 导向管 胀接质量 KRIGING模型 粒子群优化算法
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核热推进反应堆燃料元件热工应力安全分析
12
作者 周之帆 章静 +6 位作者 巫英伟 贺亚男 郭凯伦 王明军 苏光辉 秋穗正 田文喜 《火箭推进》 CAS 北大核心 2024年第4期83-93,共11页
核热推进采用的超高温气冷堆堆芯长期运行在高热流密度、大功率梯度、大温差、高速冷却剂冲刷的严苛服役条件下,其内部的六棱柱型燃料元件可能发生应力集中导致引发结构失效风险,影响核反应堆燃料元件的运行安全性能。为探索核热推进燃... 核热推进采用的超高温气冷堆堆芯长期运行在高热流密度、大功率梯度、大温差、高速冷却剂冲刷的严苛服役条件下,其内部的六棱柱型燃料元件可能发生应力集中导致引发结构失效风险,影响核反应堆燃料元件的运行安全性能。为探索核热推进燃料元件的热工应力行为规律及热工安全边界,以火箭飞行用核引擎(nuclear engine for rocket vehicle applications,NERVA)型核热推进反应堆为对象,选取反应堆内部密排燃料组件基本单元,建立对称模型,针对堆内(U,Zr)C石墨基复合燃料元件开展高温高流速氢气推进模式下的流-热-应力行为研究,评估燃料元件的高温熔化与断裂失效风险。研究结果表明:核热推进反应堆运行工况下,燃料元件受自身冷却剂通道排布方式与连接管元件冷却作用影响导致内部热流分配不均;径向大温差带来的热膨胀差异在轴向上积累是引发燃料元件结构断裂失效的主要原因;综合分析燃料元件内部的温度-应力场分布情况与影响因素,可为核热推进系统的运行安全设计提供优化思路与参考依据。 展开更多
关键词 核热推进 燃料元件 热工应力 流固耦合 安全分析
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颗粒弥散板状燃料元件开裂起泡模拟技术研究
13
作者 刘洪权 向烽瑞 +3 位作者 巫英伟 贺亚男 章静 苏光辉 《核动力工程》 CSCD 北大核心 2024年第S2期84-92,共9页
颗粒弥散板状燃料元件在堆内运行时,可能发生开裂起泡现象,影响燃料及核反应堆的安全性。针对颗粒弥散板状燃料元件进行了开裂起泡现象的数值模拟研究。为了实现从细观燃料颗粒到宏观燃料元件的开裂分析和起泡模拟,首先建立了一套多维... 颗粒弥散板状燃料元件在堆内运行时,可能发生开裂起泡现象,影响燃料及核反应堆的安全性。针对颗粒弥散板状燃料元件进行了开裂起泡现象的数值模拟研究。为了实现从细观燃料颗粒到宏观燃料元件的开裂分析和起泡模拟,首先建立了一套多维度跨尺度耦合的模拟分析策略,使用从细观燃料颗粒尺度到宏观元件尺度的跨尺度耦合方案,实现了从燃料颗粒出发的燃料元件芯体开裂危险区域判定;基于包含了三维燃料元件、一维冷却剂和二维燃料切片的多维度耦合体系,应用扩展有限元方法,实现了燃料元件的二维开裂起泡模拟;为了准确判断起泡的发生,建立了一套裂变气体内压模型,与二维扩展有限元相结合,最终实现了热冲击工况下的宏观燃料元件的裂纹扩展模拟,并预测当燃耗为120 MW·d·kg^(−1)(U)时,起泡发生的温度为790 K左右。 展开更多
关键词 跨尺度耦合 裂纹扩展 扩展有限元 燃料元件开裂起泡
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基于事故容错燃料的高燃耗组件研究进展
14
作者 付浩 彭振驯 +3 位作者 廖业宏 薛佳祥 沈朝 周张健 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第22期107-118,共12页
针对核电高经济性和高安全性的目标,高燃耗(大于62 GWd/MTU)成为核燃料的发展趋势,然而,燃耗加深势必会导致芯块和包壳性能衰退甚至失效,引发安全隐患。本文首先回顾和梳理高燃耗状态传统UO_(2)芯块-Zr合金包壳核燃料系统所面临的挑战,... 针对核电高经济性和高安全性的目标,高燃耗(大于62 GWd/MTU)成为核燃料的发展趋势,然而,燃耗加深势必会导致芯块和包壳性能衰退甚至失效,引发安全隐患。本文首先回顾和梳理高燃耗状态传统UO_(2)芯块-Zr合金包壳核燃料系统所面临的挑战,如芯块边缘高燃耗结构(HBS)形成-迅速扩展、裂变气体释放份额增大、燃料棒内压增大、包壳腐蚀和吸氢量加剧以及失水事故(LOCA)工况芯块碎裂-迁移-重置现象等,并以相关问题为切入点厘清关键对策。然后,归纳总结现阶段核工业界近期型事故容错燃料(ATF)方案研究进展和成果,重点阐述主流Cr涂层锆合金包壳和大晶粒UO_(2)芯块ATF候选材料的关键服役性能,包括裂变气体释放、芯块-包壳接触压力、包壳水侧腐蚀及高温蒸汽氧化-淬火行为等。同时,对比分析Cr涂层锆合金包壳+大晶粒UO_(2)芯块相较于传统核燃料系统服役优势,尤其是高燃耗状态,研究表明近期型ATF方案在高燃耗项目中极具应用潜力。本文概述的内容有助于加深核工业工作者对高燃耗项目的理解,同时为我国自主研发ATF和高燃耗项目相结合提供参考,助力提升核电经济性、安全性与可靠性。 展开更多
关键词 高燃耗 燃料组件 事故容错燃料 Cr涂层锆合金包壳 大晶粒UO 2芯块
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SiC复合包壳在辐照后LOCA工况下的热力耦合行为及其影响机制研究 被引量：1
15
作者 王金强 陈露宁 +4 位作者 卢志威 王诗槐 任啟森 薛佳祥 丁淑蓉 《力学季刊》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期625-637,共13页
碳化硅(SiC)复合包壳的热-力学性能和抗辐照性能较强,是一种优异的轻水堆事故容错燃料包壳,其结构完整性对反应堆安全运行至关重要.本文综合考虑各层材料的辐照效应,开展了SiC复合包壳在轻水反应堆稳态运行1146天后发生失水事故(Loss of... 碳化硅(SiC)复合包壳的热-力学性能和抗辐照性能较强,是一种优异的轻水堆事故容错燃料包壳,其结构完整性对反应堆安全运行至关重要.本文综合考虑各层材料的辐照效应,开展了SiC复合包壳在轻水反应堆稳态运行1146天后发生失水事故(Loss of Coolant Accident,LOCA)期间的热-力耦合行为数值模拟,获得了CVD-SiC单质层的第一主应力分布和演化规律,并对应力演化的影响机制开展了分析.结果表明:LOCA期间内部CVD-SiC单质层的最大拉应力先迅速增加,后缓慢增加,存在开裂的风险;包壳外压降低是内部CVD-SiC单质层最大拉应力及复合材料层损伤因子快速增加的重要原因;内压随着温度的升高而增大,是内部CVD-SiC单质层最大拉应力及复合材料层损伤因子继续增加到峰值的原因;复合包壳管在稳态运行阶段存在较大的径向温差,由于LOCA初期温差的降低引起的热应力对内部CVD-SiC单质层的最大拉应力也产生了显著的影响,有望通过提高碳化硅纤维增强复合材料的热导率来降低复合包壳管的失效风险. 展开更多
关键词 失水事故 SiC复合包壳 热-力耦合 辐照效应 数值模拟
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冲击波气泡联合作用下潜艇冲击环境研究
16
作者 杨博 李一磊 +2 位作者 何建 姚迪 范金鹏 《核动力工程》 CSCD 北大核心 2024年第S2期180-188,共9页
为探讨水下爆炸作用下潜艇及其设备的冲击环境,以提升潜艇的生命力。本文运用声-固耦合法计算了模型在水下爆炸载荷下的动态响应,讨论了水中冲击波的传播,并计算冲击波和气泡脉动联合作用下舱段平台的响应谱。对比不同潜深、炸药冲击因... 为探讨水下爆炸作用下潜艇及其设备的冲击环境,以提升潜艇的生命力。本文运用声-固耦合法计算了模型在水下爆炸载荷下的动态响应,讨论了水中冲击波的传播,并计算冲击波和气泡脉动联合作用下舱段平台的响应谱。对比不同潜深、炸药冲击因子、炸药攻角下各舱段平台响应,结合舱段板加速度曲线和响应谱曲线分析各参量变化对设备冲击环境的影响。研究结果表明,气泡脉动载荷会加剧平台响应,尤其是低频段响应。通过对不同工况下潜艇设备所处冲击环境的研究,为设备安装位置和生命力提升给出了合理化建议。 展开更多
关键词 C-S本构 气泡载荷 冲击环境 声-固耦合 冲击谱
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压水堆燃料组件轴向刚度模型及影响因素分析研究
17
作者 金渊 古成龙 +2 位作者 田玮 张玉相 李伟才 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期112-120,共9页
目前国内商业压水堆燃料组件事故工况轴向分析模型主要依赖国外技术转让,在理论机理研究深度上明显不足。本文从燃料组件的基本结构特征出发,基于基本的力学理论,首先建立较小的基本结构特征单元模型并分析其轴向刚度,进而合理推广该基... 目前国内商业压水堆燃料组件事故工况轴向分析模型主要依赖国外技术转让,在理论机理研究深度上明显不足。本文从燃料组件的基本结构特征出发,基于基本的力学理论,首先建立较小的基本结构特征单元模型并分析其轴向刚度,进而合理推广该基本结构模型并建立整体的燃料组件轴向分析模型。基于提出的分析模型,开展了格架层数、夹持系统以及导向管厚度三方面的轴向刚度敏感性分析,分析结果表明格架层数与组件轴向刚度呈负相关性,格架夹持力影响燃料棒滑移力阈值,导向管厚度增加引起组件轴向刚度增加。本文研究结果可为新型燃料组件事故工况轴向模型研究提供新的思路。 展开更多
关键词 燃料组件 轴向刚度 分析模型 敏感性
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压水堆燃料组件板弹簧压紧系统性能评价方法研究 被引量：6
18
作者 蒲曾坪 耿飞 +4 位作者 黄春兰 庞华 齐敏 彭园 郑美银 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期178-181,共4页
分析了核反应堆燃料组件板弹簧压紧系统的非线性特点,提出了缓解非线性的设计应对措施;并对燃料组件板弹簧压紧系统性能评价方法进行了研究。以浮动核电站用板弹簧压紧系统为例进行了结构优化和性能评价,给出了优化后板弹簧压紧系统结... 分析了核反应堆燃料组件板弹簧压紧系统的非线性特点,提出了缓解非线性的设计应对措施;并对燃料组件板弹簧压紧系统性能评价方法进行了研究。以浮动核电站用板弹簧压紧系统为例进行了结构优化和性能评价,给出了优化后板弹簧压紧系统结构用于浮动核电站的性能情况。 展开更多
关键词 燃料组件 压紧系统 板弹簧 运行特点 性能评价
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AFA 3G与AFA 2G燃料棒性能分析 被引量：6
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作者 吕华权 刘彤 +1 位作者 焦拥军 庞华 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第5期58-61,84,共5页
阐述了保证燃料棒完整性应遵循的设计准则,给出了分析所采用的计算方法,用COCCINEL程序计算了各种极限燃料棒性能,验证了燃料棒的设计能满足相关准则的要求。
关键词 AFA 3G AFA 2G 燃料棒 性能 压水堆 设计 AFA燃料组件
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反应堆Ⅱ类瞬态下燃料棒PCI研究 被引量：5
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作者 刘振海 周毅 +3 位作者 郭兴坤 张坤 谢清清 谷明非 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期133-137,共5页
介绍反应堆Ⅱ类瞬态下燃料棒芯块与包壳相互作用(PCI)分析方法和PCI热-力学计算理论模型,在此基础上对海南核电厂降功率燃料管理方案进行PCI评价,并对影响PCI失效裕量的因素进行分析。结果表明,所有瞬态条件下包壳的应变能密度与技术限... 介绍反应堆Ⅱ类瞬态下燃料棒芯块与包壳相互作用(PCI)分析方法和PCI热-力学计算理论模型,在此基础上对海南核电厂降功率燃料管理方案进行PCI评价,并对影响PCI失效裕量的因素进行分析。结果表明,所有瞬态条件下包壳的应变能密度与技术限值相比较都有裕量;瞬态局部线功率越大,瞬态发生前局部燃耗越深,PCI失效裕量越小;瞬态发生前,降功率时间越长,PCI失效裕量越小;降功率后再升功率,裕量得到一定程度恢复。 展开更多
关键词 芯块 包壳 PCI Ⅱ类瞬态
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