核聚变

  • CLAM钢基体表面Al_2O_3功能梯度涂层残余应力模拟分析

    严资林;黄群英;宋勇;郭智慧;吴宜灿;

    在ITER中国液态锂铅测试包层模块设计中拟采用Al2O3作为防氚渗透耐蚀绝缘涂层,为了防止涂层与CLAM钢基体间由于材料热膨胀不匹配而开裂失效,采用热应力缓和型功能梯度涂层。利用有限元分析软件ANSYS研究了Al2O3/CLAM钢系功能梯度涂层的残余应力分布。模拟结果表明,当成分分布指数p=0.8、层数N=6、梯度层厚度为H=0.6 mm时,应力缓和效果最优。此分析结果可为该涂层制备工艺的优化提供理论指导。

    2008年04期 v.28;No.109 289-294页 [查看摘要][在线阅读][下载 251K]
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  • CLAM钢基体上大气等离子体喷涂制备氧化铝涂层工艺研究

    郭智慧;黄群英;宋勇;严资林;吴宜灿;

    液态金属锂铅包层是目前国际上聚变堆包层设计研究的主流方案之一,但其仍面临高氚渗透率、液态锂铅对包层结构材料的腐蚀以及锂铅流动引起的磁流体动力学MHD效应等问题,而包层结构材料表面加覆涂层是解决上述问题的关键技术之一。本实验尝试利用大气等离子体喷涂(APS)工艺在中国低活化马氏体CLAM钢上制备多功能氧化铝涂层,试验结果表明:涂层与基底具有较好的结合强度,平均值为31.7 MPa;涂层电阻率为5.26×109~1.54×1010Ω.m;并呈现较高的显微硬度和致密度。本工作可为未来聚变堆液态锂铅包层涂层制备提供理论依据和技术储备。

    2008年04期 v.28;No.109 295-299页 [查看摘要][在线阅读][下载 192K]
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  • 聚变高温制氢反应堆锂铅包层结构力学分析

    柳洋;刘松林;金鸣;吕若君;陈红丽;

    在高温液态锂铅包层结构设计、热工水力学设计和中子学计算基础上,建立包层的三维有限元分析模型,应用商用有限元软件ANSYS对高温液态包层进行热-力结构耦合分析与应力评定。经计算第一壁材料ODS RAFM钢最高温度635℃,最大Von Mises应力379 MPa;包层结构材料RAFM钢最高温度508℃,最大Von Mises应力175 MPa;FCI材料最高温度950℃,最大Von Mises应力218 MPa。初步的分析结果表明结构设计方案是合理、可行的。

    2008年04期 v.28;No.109 300-304页 [查看摘要][在线阅读][下载 547K]
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快堆

  • 中国实验快堆MOX燃料研究进展

    尹邦跃;

    介绍了国外MOX燃料的最新研究成果,讨论了MOX燃料研究对于推动我国快堆发展的作用,介绍了快堆MOX燃料的制造技术特点和难点、中国实验快堆MOX燃料研究进展以及下一步研究目标。虽然我国MOX燃料研究在过去20年中取得了较好的阶段成果,但与国际发达水平和我国快堆发展对MOX燃料的需求之间还存在明显差距。目前是开展中国实验快堆MOX燃料研究的良好机遇。

    2008年04期 v.28;No.109 305-312页 [查看摘要][在线阅读][下载 552K]
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  • 中国实验快堆热钠池热分层现象研究

    许义军;杨红义;喻宏;

    中国实验快堆(CEFR)在紧急停堆工况下,会在热钠池上部空间形成热分层现象。热分层出现后,由于上腔室底部存在大量的冷钠(相对而言),这将延缓一回路自然循环的建立。同时,冷钠的存在还会降低自然循环的流量,并对事故停堆后堆芯的冷却产生不利影响。因此,热分层现象应当引起广泛注意。从设备结构的完整性分析上看,快堆热分层现象的出现对堆容器和部分堆内构件是不利的,会使这些部件在结构内部形成明显的热应力,对堆的安全运行构成隐患。本文调研了国内外在该领域的研究状况,分析国外已有的实验研究和理论计算进展,并结合快堆现有的计算分析程序,对CEFR的热分层现象进行深入和较为全面的计算分析。通过计算分析可以看到,在全厂断电工况下,在热钠池的上部会初步形成稳定的热分层,分层界面位于中间热交换器入口的下方,但是热分层现象不会对堆的自然循环构成影响。

    2008年04期 v.28;No.109 313-318页 [查看摘要][在线阅读][下载 729K]
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  • 一级设备的应力与应变分析研究

    叶原武;唐龙;王月英;齐敏;余华金;

    一级设备在核设备中非常重要,在该设备的设计和调试的过程中需要对其进行应力与应变分析,从而确保其安全性。对一级设备的应力与应变分析有两种方法,理论方法和实验方法。通过理论方法,可以得到一级设备在各种工况下的应力与应变状况,从而为设备的设计提供依据;通过实验方法,可以验证理论方法的准确性,并为设备的安全评定提供依据。中国实验快堆(CEFR)主容器属于一级设备,本文结合CEFR主容器的应力与应变分析研究,根据AMSE规范,描述了核安全一级设备的应力与应变分析的理论方法,同时也介绍了测量核安全一级设备的应力与应变的实验方法。

    2008年04期 v.28;No.109 319-325页 [查看摘要][在线阅读][下载 364K]
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反应堆物理

  • 压水堆堆芯燃料管理计算软件包GLORY的研制

    黄灏;王涛;蒋校丰;汤春桃;梁冠群;张少泓;孔德萍;廖泽军;吴锡锋;王释伟;

    在国外较低版本的组件参数计算程序基础上,通过研制基于截面表插值方式的组件参数重建程序,以及现代粗网节块法结合精细功率重构的三维堆芯计算程序,再配以堆芯轴向一维细网格计算程序和用户界面,开发形成了可供压水堆堆芯燃料管理计算的软件包——GLORY。主要介绍了该软件包的有关理论模型及在秦山一期的整体应用情况,有关该软件包的详细工程验证将另文介绍。

    2008年04期 v.28;No.109 326-329+340页 [查看摘要][在线阅读][下载 96K]
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  • 加速器驱动次临界反应堆次临界度测量方法研究

    魏书成;蒋校丰;张少泓;

    以IAEA ADS基准题和日本京都大学KUCA实验装置为对象,对作者提出的次临界度测量方法[1]进行了更广泛的可行性验证。结果表明:对于局部区域功率变化引起的小扰动,通过改进表征中子注量率空间分布的特征参数,该方法仍然具有高的精度;而对于控制棒插入引起的大扰动,通过引入修正因子的方法,也仍然能准确测量次临界度。

    2008年04期 v.28;No.109 330-333+353页 [查看摘要][在线阅读][下载 236K]
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  • 应用CDAG方法进行秦山二期大破口LOCA严重事故堆芯损伤研究

    魏玮;周志伟;

    应用MELCOR 1.8.5程序模拟了秦山二期无缓解措施的大破口LOCA严重事故序列,并利用西屋公司堆芯损伤评价导则(CDAG)对该事故早期堆芯损伤进行评价,得到了下封头失效前特定时刻的堆芯损伤状态和程度。初步分析结果表明,CDAG可以合理地评价秦山二期无缓解措施的大破口严重事故堆芯损伤状况和损伤程度,对进一步研究和验证CDAG的综合评价能力和适用性具有重要参考意义。

    2008年04期 v.28;No.109 334-340页 [查看摘要][在线阅读][下载 180K]
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  • 线性化模型在压水堆堆芯系统稳定性分析中的应用

    李海鹏;黄晓津;张良驹;

    对压水堆堆芯系统动力学的非线性模型进行微小摄动下的线性化处理,得到了线性时不变系统模型。对该模型进行了仿真实验验证,表明该模型在小扰动情况下能够很好地近似非线性系统。基于李雅普诺夫第一方法,利用该模型对压水堆堆芯系统进行稳定性分析,得到了令人满意的结果。

    2008年04期 v.28;No.109 341-346页 [查看摘要][在线阅读][下载 141K]
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反应堆工程

  • 316L不锈钢阻氢或氢同位素渗透搪瓷壁垒层的制备及性能研究

    陶杰;黄镇东;陈照峰;汪涛;

    为解决316L不锈钢防氢及其同位素渗透问题,采用两搪两烧方法在不锈钢基体表面制备厚90~110μm的搪瓷涂层。利用X射线衍射仪、光学和扫面电子显微镜表征搪瓷涂层的显微结构、界面形貌,通过EDS线扫描分析界面处主要元素分布,结果显示搪瓷涂层结构致密,与基体形成化学结合,抗落球冲击和热震性能优异。西华特装置气相充氢试验与维氏显微硬度试验结果表明搪瓷涂层是一种有效地阻止氢及其同位素渗透的壁垒层。

    2008年04期 v.28;No.109 347-353页 [查看摘要][在线阅读][下载 506K]
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  • CLAM钢的钨极氩弧焊及焊接后的结构与性能

    乔建生;赵飞;黄依娜;万发荣;

    利用钨极氩弧焊(TIG)焊接方法对中国自行研制的低活化铁素体/马氏体(CLAM)钢进行焊接试验,分别采用了Y型坡口和双Y型坡口两种焊接工艺。对焊接件各部分的硬度和显微结构进行测试分析,利用透射电镜观测材料的微观形貌并进行析出物相分析,以此对CLAM钢的焊接性能进行初步评价。观察发现,焊缝区没有产生缩孔和裂纹;焊缝区和母材的微观形貌主要为板条马氏体,板条宽度约为600 nm,其析出物均为20~200 nm的M23C6型碳化物;经过焊后热处理,焊缝区、热影响区和母材的硬度之间的差别减小。

    2008年04期 v.28;No.109 354-361页 [查看摘要][在线阅读][下载 1091K]
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  • 低流速自然循环过冷沸腾汽泡脱离点实验研究

    谭思超;高璞珍;秦胜杰;黄彦平;苏光辉;

    针对低流速环形通道中自然循环过冷沸腾汽泡脱离点特性进行了实验研究,运用Saha-Zuber模型、Bowring模型、Forster模型和Levy模型测算汽泡脱离点的位置,与实验值进行比较,发现由于流速较低,上述模型不适用于计算本实验条件下的汽泡脱离点。以Levy模型为基础,修正了浮力项的影响系数,修正后的模型与实验结果符合良好。

    2008年04期 v.28;No.109 362-366+371页 [查看摘要][在线阅读][下载 206K]
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  • 大晶粒UO_2燃料芯块堆内试验组件的研制

    马勇哲;徐西安;张培升;王华荣;张汝娴;

    为了开发高性能的压水堆燃料,研制了大晶粒燃料芯块。试验燃料芯块具有高的235U富集度、小直径和大晶粒尺寸的特点。通过堆内辐照试验可以对不同制造工艺的燃料芯块进行评价和筛选,以便确定燃料制造工艺。为了在中国原子能科学研究院池式研究堆中随堆考验,设计了一种试验组件,包含四根双包壳的燃料棒。双包壳燃料棒是在外包壳内装入两根单包壳燃料棒。试验组件直接由反应堆一次循环水冷却,不设专门的冷却回路。试验组件上安装了多种堆芯测量传感器,包括燃料中心温度热电偶、自给能中子探测器和冷却剂出、入口温度热电偶,可以在线监测燃料试验参数。描述了大晶粒UO2燃料芯块的研制、试验燃料组件的研制和检验。

    2008年04期 v.28;No.109 367-371页 [查看摘要][在线阅读][下载 196K]
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  • 基于卡尔曼滤波器的蒸汽发生器水位辨识和仿真

    邓琛;张琴舜;

    为了实现对蒸汽发生器(SG)水位的有效控制,从现代控制论中观测器理论着手,提出一种基于卡尔曼滤波器的假水位检测方法。卡尔曼滤波器是对包含噪声的测定值来估计状态量的有效工具,用卡尔曼滤波器构造一个"假水位"观测器,能够较有效地得到假水位的状态变量。应用该模型对几种典型的反应堆运行功率下SG水位动力学特性进行了仿真计算,结果表明卡尔曼滤波器仿真模型正确辨识出由于SG运行中的逆动力学效应而产生的"假水位",利用该模型可以对SG水位动力学特性进行精确的分析。

    2008年04期 v.28;No.109 372-375页 [查看摘要][在线阅读][下载 84K]
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核电厂

  • UPM共因失效分析方法在概率安全评价中的适用性

    仇永萍;

    对整合部分法(UPM)这个共因失效(CCF)分析方法作了简要介绍,结合30万千瓦核电厂高压安注系统故障树分析,对UPM和另一常用的CCF分析方法作了比较分析,确定了在概率安全评价及系统故障树分析中采用UPM进行CCF分析的有效性、适用性。

    2008年04期 v.28;No.109 376-380页 [查看摘要][在线阅读][下载 99K]
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核燃料循环

  • 氧化亚铁硫杆菌与氧化硫硫杆菌在四价铀浸出中作用研究

    李广悦;刘玉龙;王永东;丁德馨;

    采用广东某矿低品位铀矿石,在相同的培养条件下,研究了氧化亚铁硫杆菌与氧化硫硫杆菌对U4+的浸出作用。研究结果表明,在氧化亚铁硫杆菌作用下铀的浸出率比在氧化硫硫杆菌作用下高21.34%;氧化亚铁硫杆菌为UO2的氧化提供了高效氧化剂,而氧化硫硫杆菌则显著降低了浸矿体系的pH值,对UO22+的络合析出非常有利。因此,氧化亚铁硫杆菌与氧化硫硫杆菌对U4+的浸出具有互补作用。

    2008年04期 v.28;No.109 381-384页 [查看摘要][在线阅读][下载 77K]
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