- 吴红;赵亚楠;赵鹏程;曾深权;于涛;
为实现准确、高效预测铅铋快堆关键热工参数，提高铅铋快堆热工安全评价能力，提出了一种基于自适应径向基函数(RBF)神经网络的铅铋快堆燃料元件表面温度预测方法。利用子通道分析程序SUBCHANFLOW建立小型铅铋快堆SPALLER-100堆芯子通道模型，以计算得到的2 000组堆芯功率分布和各冷却剂流道质量流量分布数据作为训练样本，对自适应RBF神经网络模型进行训练，实现对铅铋快堆燃料元件表面温度的预测。通过对比，证明了自适应RBF神经网络方法的有效性、优越性和泛化能力。研究表明：自适应RBF神经网络方法预测燃料包壳最高温度相对误差不超过0.5%,可用于铅铋快堆热工水力参数的快速预测。
2025年05期 v.45;No.195 869-877页 [查看摘要][在线阅读][下载 1218K] [下载次数：10 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：8 ] - 唐济林;刘宇生;谭思超;陈宝龙;李东阳;邱立青;王庶光;
围绕全压非能动堆芯补水技术(FPMT)的设计验证问题，分析了商用压水堆和小型堆中堆芯补水技术的典型特征，总结了FPMT与其他安全系统耦合运行的具体特点；结合典型堆芯补水系统设计，回顾了其研发过程试验验证的内容及结论，研究了非能动堆芯补水技术的设计验证方法。结果表明，非能动堆芯补水技术具有良好的鲁棒性，能够与非能动安注系统、能动安注系统或一体化反应堆冷却剂系统(RCS)可靠地耦合运行，实现事故高压阶段反应堆系统的补水和冷却；堆芯补水箱(CMT)进出口的位置与其他安全系统的耦合运行方式，均对CMT系统和局部的热工水力行为具有显著影响；对于全新的CMT设计，应基于识别的重要热工水力现象，采取设计可行性验证、子系统性能验证和整体效应验证等方式开展设计验证。
2025年05期 v.45;No.195 878-886页 [查看摘要][在线阅读][下载 1051K] [下载次数：7 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：10 ] - 林悦;张大林;刘雅鹏;孙林;李倩;胡艺;易腾;颜安;
固态燃料熔盐堆FuSTAR可满足安全高效的军民两用多层次能源供给，既可满足民用低碳发电、熔盐储能等需求，在国防上也适用于国防稳定电源供应及高能耗军事应用等场景，服务于“一带一路”经济建设和国防建设。为确保其设计具备足够的安全性，需针对其设计开展核热耦合计算，分析其热工及物理特性，并为设计优化提供理论依据。基于西安交通大学自主开发的ACENA程序对FuSTAR堆芯进行核热耦合数值模拟，获得其功率分布、控制棒价值、冷却剂温度场及流场分布、燃料芯块及包壳温度分布等中子动力学及热工水力学基本规律，并开展失流事故瞬态计算分析，以验证FuSTAR堆芯设计的安全性。计算结果表明，稳态工况下堆内燃料芯块最大温度为1 369 K,包壳最大温度为1 299 K,满足热工安全准则。在0.5 s内引发50%失流事故工况下，FuSTAR堆芯依靠反馈性可达到自稳，最终功率稳定在107.88 MW,材料温度均在安全限值内，堆内不会发生损坏。ACENA程序的核热耦合分析表明，FuSTAR堆芯设计能够满足固有安全性准则。
2025年05期 v.45;No.195 887-900页 [查看摘要][在线阅读][下载 1701K] [下载次数：5 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：4 ] - 张亚坤;王毅;阎鑫;柴宝华;韩冶;杨斌;宋旭;王晨龙;王泽鸣;
研究了在不同工况下钠热管启动特性。试验结果表明，钠热管在421.8℃开始启动，与理论启动温度相差2.9℃,随着工作温度升高，等温性能变好，当量导热系数增大。热管在热源功率为1.0 kW、1.5 kW、2.0 kW、2.5 kW、3.0 kW、3.5 kW和4.0 kW条件下分别从冷动态开始启动，启动时间分别为108.0 min、22.5 min、13.7 min、9.7 min、8.3 min、7.0 min和6.5 min,稳定后冷凝段平均温度分别为472.8℃、519.0℃、576.0℃、623.6℃、675.8℃、707.4℃和734.7℃。试验得到不同工作温度下辐射散热功率与温度展平性能。热管启动稳定后突然提升热源功率，热管启动响应迅速。通过降低热源输入功率逐步实现热管冷冻，得到再启动特性。为有高温热管使用需求的项目提供启动响应特性试验数据支撑，对高温环境下实现热量高效传输具有重要意义。
2025年05期 v.45;No.195 901-908页 [查看摘要][在线阅读][下载 1556K] [下载次数：207 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：5 ] - 叶茂菁;陈相如;靳万龙;王利民;车得福;
微型热管冷却反应堆系统主要由核反应堆、热电转换系统、热管和散热系统组成，是一种利用热管冷却堆芯的新型核动力系统。由于采用了热管、单片堆芯和高效能量转换系统，反应堆系统取消了主管道、循环泵和辅助设备，大大简化了结构，从而降低了成本提升了系统紧凑性。分析总结了微型热管冷却反应堆系统3个回路中紧凑性有待提升的方面以及提升系统紧凑性的技术，具体包括：从提升系统紧凑性角度描述了核反应堆一体化的优势，对比了不同冷却方式微型核反应堆的特征；总结了热管冷却反应堆热电转换系统的类型，对比了静态热电转换和动态热电转换技术的特点；总结了目前强化热管冷凝段换热器换热的方法以及提升热电转换系统紧凑性的方法，并在此基础上指出了未来进一步提升热电转换系统紧凑性的技术路径；总结了环路热管冷凝器的优化方法，并指出将环路热管与微型反应堆散热系统灵活结合可提升系统紧凑性。为未来微型热管冷却反应堆系统应用于深海、太空及车载运输等领域提供了发展思路。
2025年05期 v.45;No.195 909-920页 [查看摘要][在线阅读][下载 1250K] [下载次数：21 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：8 ] - 宋磊;张楠;张茹;严梦潇;
核能综合应用将改变核能发电的单一用途，核电厂进行蒸汽供能后，负荷的多样性会给反应堆和负荷之间的匹配调节带来影响，这会对反应堆的功率控制提出更高的要求。对蒸汽供能的“华龙一号”核电厂反应堆功率控制开展研究，通过分析反应堆、汽轮机和蒸汽供能系统三者的动态特性与相互关系，设计基于堆机热协调的反应堆功率控制系统、冷却剂平均温度控制系统和负荷跟踪策略，并通过仿真平台进行了验证。结果表明，设计的控制系统和提出的控制策略可满足核电厂蒸汽供能反应堆控制的性能需求，可为类似核能综合应用项目提供技术参考。
2025年05期 v.45;No.195 921-931页 [查看摘要][在线阅读][下载 1597K] [下载次数：9 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：6 ] - 梁恒华;曹琼;徐超;陆道纲;
氦氙混合气体具有优良的流动换热特性，常常被用作空间气冷堆的冷却剂。在空间气冷堆设计时，常常需要通过实验方法获得氦氙冷却剂在燃料棒束内的流动换热特性，由于氦氙混合气体的价格昂贵，为了减少实验成本，用较便宜的其他气体代替氦氙混合气体开展实验，是一种有效的工程方法。为了将实验获得的空气下流动换热特性折算成氦氙混合气体下的流动换热特性，迫切需要建立气冷堆燃料棒束气体工质流动换热相似性分析方法。针对目前国际上缺乏该相似方法的现状，从无量纲方程出发推导出了空气与氦氙混合气体流动换热的无量纲相似性参数，并通过气冷堆堆芯棒束内的流动换热特性的数值计算，验证了相似性分析方法的正确性，最终提出了一套用空气替代氦氙开展氦氙混合气体流动换热特性实验研究的模化方法。
2025年05期 v.45;No.195 932-938页 [查看摘要][在线阅读][下载 1041K] [下载次数：7 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：6 ] - 孙欣欣;艾自辉;郑春;
当源和防护对象处于屏蔽材料的内外或两侧时，对屏蔽性能的影响是不同的。为了评估两种布局方式下屏蔽性能的差异，采用~3He长计数器测量了~(252)Cf中子源与混凝土球壳在这两种布局方式下中子计数率的相对变化，并与相同条件下JMCT的模拟结果进行比较分析。结果表明，厚度为2 cm的混凝土球壳对位于中心的中子屏蔽很少，只有不到2%,而同样厚度的屏蔽体位于源和防护对象之间时，则可以屏蔽大于20%的中子。屏蔽体对中子的散射是产生差异的主要原因。结果可为屏蔽方式的选择和屏蔽设计提供参考。
2025年05期 v.45;No.195 939-944页 [查看摘要][在线阅读][下载 855K] [下载次数：7 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：10 ]
- 占金美;温丽;徐志新;刘俊强;王成章;
鉴于低温供热堆为新型核反应堆，其安全水平备受关注，而中国自然灾害较多，因此有必要评估低温供热堆抵御自然灾害的能力。以常见的气象灾害为研究对象，以某内陆低温供热堆为依托，通过借鉴大型压水堆的良好工程实践经验，结合内陆低温供热堆的技术特点和厂址特点，用行业内通用的外部灾害一级概率安全评价方法，从易损度和危害性两个方面定性评估气象灾害导致的始发事件，并通过包络分析和概率安全评价软件定量评估常见气象灾害对内陆低温供热堆造成的影响，以期预估内陆低温供热堆抵御气象灾害的能力，为内陆低温供热堆的发展和应用提供参考。根据内陆低温供热堆的设计特点，通过其抵御气象灾害能力研究，可以得出，相较于大堆而言，内陆低温供热堆抵御气象灾害的能力还是比较强的，对于部分气象灾害，内陆低温供热堆相较于大堆甚至可能还有一定的优势。
2025年05期 v.45;No.195 987-992页 [查看摘要][在线阅读][下载 806K] [下载次数：2 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：6 ] - 马英;张莉;杨建华;沈亮;
随着核电产业的发展，基岩厂址日益成为稀缺资源、非基岩厂址日渐增多。以某拟建“华龙一号”核电厂为背景，研究了非基岩厂址核电厂的地震动力响应分析方法，提出了土-结构相互作用(SSI)分析中相互匹配的地震动输入和地基土模型的计算方法，研究了不同埋置效应及其模拟方法、地基土层特性对核岛厂房楼层反应谱的影响，并对比研究了其与“华龙一号”标准设计反应谱的异同。研究表明：非基岩厂址核岛厂房SSI分析中应结合不同的地基土模型采用与之相匹配的地震动输入，并应考虑地基土的埋置效应；考虑埋置效应计算得到的核岛厂房楼层反应谱低频部分降低、高频部分增加，地基土层特性对核岛厂房楼层反应谱有较大的影响，非基岩厂址核岛厂房楼层反应谱低频部分可能会高于基岩厂址的反应谱，并可能高于“华龙一号”机组标准设计反应谱，设计中应予以重视。
2025年05期 v.45;No.195 993-1000页 [查看摘要][在线阅读][下载 1097K] [下载次数：3 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：5 ] - 曹舟;
为了研究安全壳结构整体性试验卸压速率提升对钢内衬的影响，开展了安全壳结构整体性试验卸压对钢内衬承载性能评估技术的研究。通过卸压状态下钢内衬受力机理分析确定结构潜在的受损工况，并结合试验数据采用数学解析方法计算得到钢内衬卸压过程最不利荷载工况，进一步分析和评价钢内衬结构的承载性能，整体上建立起安全壳结构整体性试验卸压对钢内衬安全性的评估技术，作为试验卸压速率提升可行性评价的技术支撑。
2025年05期 v.45;No.195 1001-1007页 [查看摘要][在线阅读][下载 1052K] [下载次数：1 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：9 ] - 杨辰昕;边豪杰;苏泓臣;于佳鑫;张宇宁;冼海珍;
为实现核电厂旋转机械轴承故障的有效诊断，提出了一种基于改进经验小波变换、自相关峭度和卷积神经网络的特征提取和智能诊断方法。首先，引入数学形态学改进经验小波变换，优化经验小波变换模态划分步骤，避免模态混叠现象。其次，通过改进经验小波变换得到多个模态分量，计算各模态分量的自相关峭度，提取周期性冲击特征，并构建特征向量。最后，搭建和训练卷积神经网络，得到智能诊断模型，实现轴承的智能故障诊断。利用核电厂实测轴承故障和正常信号进行测试，同时与基于经验模态分解和原始经验小波变换的智能诊断方法对比，结果表明，提出的方法平均准确率最高，准确率可达90.67%。
2025年05期 v.45;No.195 1008-1017页 [查看摘要][在线阅读][下载 1444K] [下载次数：6 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：4 ] - 马帅;姜岳峰;杨亚倩;李奥迪;梁田;王惠生;马颖澈;
Inconel 718合金作为一种典型的Ni-Cr-Fe基沉淀强化型变形高温合金，广泛应用于航空、航天、核能及石油化工等行业，其优异的力学性能高度依赖于合金中析出相的赋存形态和演变行为。利用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM),结合室温及高温下的力学性能测试和断裂行为分析，系统研究了不同时效温度下Inconel 718合金中δ相的析出行为及其对力学性能的影响，以及δ相析出对合金强度和塑性的影响。结果表明，在850～950℃时效过程中，δ相的析出行为呈现显著差异：850℃时效时，δ相以短棒状沿晶界析出，导致γ″相强化元素Nb贫化，合金强度下降；而900～950℃时效时，δ相以长针状向晶内扩展，虽加剧脆性断裂，但对高温强度表现出一定的钉扎强化作用。因此，在实际应用中，需考量δ相析出对合金综合性能的影响，从而优化合金的时效处理工艺，以实现最佳的使役性能。
2025年05期 v.45;No.195 1018-1031页 [查看摘要][在线阅读][下载 1621K] [下载次数：9 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：4 ] - 王延禄;王辉;苏美伊;曹夏昕;
为了优化安全壳设计、提升核动力装置非能动安全特性，提出了基于相变储能原理的安全壳非能动热量吸收系统以实现事故后初期安全壳内压力降峰及延峰作用。以核电厂在不同运行工况下安全壳内的环境温度为相变材料筛选的约束条件，通过对有合适相变温度且常见的相变材料进行流变性能及传热系数测定，分析对比了石蜡56-58、PEG6000、MA以及SAT材料的热稳定性、相变温度、相变焓值及换热能力。发现石蜡56-58在热稳定性、经济性及储热性能等多方面综合性能最佳，与安全壳非能动热热量吸收系统的适配度最高，可作为储热材料应用于事故后安全壳内热量吸收，为进一步研发储能相变换热器提供设计依据。
2025年05期 v.45;No.195 1032-1039页 [查看摘要][在线阅读][下载 1055K] [下载次数：14 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：5 ]