反应堆工程

  • 反应堆一回路溶解氮迁移析出特性的数值研究

    胡沅彪;鄢梦琪;黄广源;赵剑刚;尹俊连;王德忠;

    相较于传统的蒸汽稳压方法,反应堆一回路应用氮稳压方法能够实现更快的压力响应特性并简化设备与运维。然而,氮的迁移和扩散可能引起氮气泡的析出,对热工安全产生影响。为评估氮气稳压对反应堆运行的影响,考虑气液界面传质、对流扩散效应以及核化析出过程对溶解氮浓度分布的影响,建立了反应堆一回路冷却剂中溶解氮浓度分布及演化规律的预测方法。参考KLT-40S的运行参数,采用系统分析程序RELAP5计算得到的系统内各处温度、压力和流速分布作为输入,对停堆工况下溶解氮的迁移析出特性开展了数值计算,获得了溶解氮在系统内的浓度分布并预测氮气的析出行为。结果表明,溶解氮在系统内的迁移主要依赖于波动管内的流量,停堆工况下主回路中溶解氮浓度上升尤为显著。回路中氮气溶解充分后,停堆工况下回路内会发生氮气的析出,在堆芯出口处会最先发生析出。

    2025年04期 v.45;No.194 589-597页 [查看摘要][在线阅读][下载 1388K]
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  • 基于一体化建模的钠冷快堆“栅板联箱-燃料组件”联合体流动与传热特性模拟

    沈熙昊;张钰浩;赵海琦;陆道纲;

    快堆燃料组件及其下部栅板联箱的流动及传热特性对研究堆芯的流量分配与温度分布极其重要。提出了“栅板联箱-燃料组件”联合体建模思想,采用多面体网格划分策略,开展了不同流量下“栅板联箱-燃料组件”联合体流动与传热特性数值模拟。计算结果表明:冷却剂从栅板联箱进入管脚时不同高度的管脚流量不同且存在涡流;通过定义表征横向交混强度的横流系数,发现燃料段截面上的局部峰值速度出现在绕丝和外套管壁面附近区域内,低流量下绕丝促进了冷却剂的横向交混,进而强化了包壳与冷却剂间的传热效果;“栅板联箱-燃料组件”联合体阻力特性变化曲线呈现非线性化的特点。

    2025年04期 v.45;No.194 598-605页 [查看摘要][在线阅读][下载 2195K]
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  • 气冷微堆反应性温度系数特性研究

    张成龙;袁媛;刘国明;张鹏;杨海峰;

    气冷堆可作为微小型反应堆核能装置的先进堆型之一,极强的温度负反馈是其仅依靠负反馈自动停堆和安全运行的基础。为分析不同工况下温度负反馈的特性,利用蒙特卡罗程序(RMC)建立堆芯模型,研究了温度、吸收体、慢化剂燃料比例、燃耗等不同工况对温度系数的影响。研究结果表明,随着温度升高,燃料负反馈明显减弱,慢化剂负反馈总体上略微减弱,反射层正反馈显著减弱,全堆负反馈表现为低温时极强而高温时相对减弱。可燃毒物棒会明显减弱慢化剂负反馈,而控制棒插入会增强燃料和慢化剂的负反馈,减弱反射层正反馈。堆芯小型化应采取小C/U比例而不是过高的富集度,因为C/U比例减小会增强燃料负反馈从而略微增强全堆负反馈,而过高的富集度会大幅减弱慢化剂和全堆的负反馈。氙平衡和寿期中,慢化剂负反馈减弱、反射层正反馈增强,安全分析时需重点考虑,而寿期末慢化剂和全堆表现为低温时负反馈减弱、高温时负反馈增强,有利于自动停堆。研究结果将为气冷微堆产品堆芯的设计提供指导。

    2025年04期 v.45;No.194 606-611页 [查看摘要][在线阅读][下载 1211K]
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  • 基于热工水力系统分析软件LOCUST的第51号国际标准题计算结果分析

    琚忠云;徐财红;袁红胜;贺东钰;王婷;

    第51号国际标准题(ISP-51)是基于我国非能动堆芯冷却系统性能试验(ACME)台架开展的国际项目,公开测试阶段选取CAP-22试验作公开计算对比。针对CAP-22试验,采用中国广核集团有限公司自主研发的热工水力系统分析软件LOCUST进行模拟计算。计算对比了稳态参数、试验时间序列和瞬态参数。其中,稳态偏差符合国际原子能机构(IAEA)的稳态偏差可接受标准,事件触发时间与试验相当,瞬态计算结果与试验符合较好,表明LOCUST软件可以合理计算非能动系统相关关键现象。

    2025年04期 v.45;No.194 612-619页 [查看摘要][在线阅读][下载 4191K]
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  • 钠冷快堆自然循环试验模化分析研究

    张凌义;田文喜;杨勇;吕玉凤;苏光辉;秋穗正;

    自然循环特性对反应堆非能动安全性具有显著影响,钠冷快堆自然循环试验现有模化理论受限于池式堆自然循环的复杂性,主要关注流体的驱动力与阻力的平衡相似,较少考虑对流换热及壁面导热过程相似对自然循环的影响。针对回路式钠冷快堆主输热系统自然循环,基于无量纲数群模化方法推导得到适用的相似准则。通过求解水-钠理想缩比参数及等物性钠-钠缩比参数,论证了准则数处理时在毕渥数、时因数及斯坦顿数中忽略1~2个是必要的。提出了钠冷快堆关键部件堆芯、中间热交换器的多级缩比设计方法,在恰当的结构参数模化下换热理论失真可控制在10%内,主要源于钠对流换热特性下的拟合失真;论证了自然循环下盒内流趋于层流时水力相似标定的可行性。以典型钠冷快堆自然循环试验回路作为原型,对不同系统参数下的缩比台架进行自然循环数值计算。结果表明,缩比台架温差-功率特性及原型流量-功率特性与原型最大相对误差分别为3.36%及3.51%,验证了在系统参数的正确性,对于纯回路系统可以在系统参数直接考虑换热相似,但对于复杂的反应堆系统多级模化是有效的求解方式。

    2025年04期 v.45;No.194 620-631页 [查看摘要][在线阅读][下载 1909K]
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  • 基于两步法的堆芯物理-热工耦合系统的开发与验证

    袁显宝;陈浩铭;刘曾豪;张彬航;张永红;唐海波;

    随着反应堆数值计算的精度要求不断提高,物理-热工耦合计算在核反应堆分析中成为研究热点,作为工程领域中的主流计算方法之一,研究适用于确定论两步法的物理-热工耦合计算方法具有明确的工程应用价值。选取两步法程序DRAGON/DONJON和子通道程序COBRA-EN,开发了基于两步法的物理-热工耦合计算系统,并采用美国CASL项目提出的VERA系列基准题中VERA#6和VERA#7验证了耦合系统的正确性。结果表明:VERA#6的k_(eff)的误差在100×10~(-5)以内,组件径向裂变率的相对误差在±1%范围内,燃料温度和冷却剂温度的分布趋势与参考值吻合良好;VERA#7的临界硼浓度的计算误差在20×10~(-6)以内,径向功率分布的均方根误差为0.86%,堆芯出口处冷却剂温度与参考值的误差在±5 K以内,验证了耦合系统的可靠性和准确性。

    2025年04期 v.45;No.194 632-641页 [查看摘要][在线阅读][下载 2575K]
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  • 基于物理信息约束的神经网络的keff搜索方法研究

    孙延鹏;马续波;

    基于物理信息约束的神经网络(PINN)是一种将物理方程和机器学习结合的方法,近年来已成为研究热点之一。神经网络的训练是求解中子扩散方程不可或缺的步骤,为提高训练效率,参考源迭代法的思想将解联立方程变换为解多个单群方程,使用多个神经网络并行训练代替复杂的单一神经网络进行通量密度预测。对于有效增殖系数(k_(eff))搜索中出现的迭代次数多,收敛速度慢等问题,利用方程残差判断系统状态调整方程特征参数实现k_(eff)逐步搜索。在搜索过程中结合边界软约束和硬约束特点,使用边界硬约束扩展搜索范围,利用边界软约束逐步搜索,可以在无外部数据的前提下利用有限的迭代次数,实现高效快速的k_(eff)搜索。对上述方法采用了多个算例验证了可行性,计算结果表明,利用合理的训练程序,使用该方法获得数值解具有较好的精度。

    2025年04期 v.45;No.194 642-650页 [查看摘要][在线阅读][下载 1287K]
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  • 反应堆棒束结构流致振动机理及数值研究综述

    赵雨桐;赵亚楠;

    棒束类结构广泛应用于核反应堆的燃料组件与传热系统中,在流体作用下易发生流致振动,影响设备运行的结构安全与热工稳定性。围绕反应堆中棒束结构典型的流致振动激励机制,包括涡激振动、湍流激振、流体弹性不稳定性及声共振等,系统梳理其形成机理与响应特性。在此基础上,重点综述了数值模拟方法在棒束振动研究中的应用进展,涵盖不同湍流模型、流固耦合策略及激励力建模方法。研究表明,尽管数值模拟在涡激与湍流激振建模方面取得较好成果,但在高雷诺数、三维结构阵列和非稳态响应预测等方面仍面临挑战。相关整理与归纳可为反应堆结构的抗振设计与安全评估提供理论支撑和技术参考。

    2025年04期 v.45;No.194 651-656页 [查看摘要][在线阅读][下载 869K]
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核电厂

  • CPR1000蒸汽发生器多功率水平下流动特性数值模拟研究

    姜莹莹;夏虹;原庆辉;孙兰昕;黄学颖;贾朱钧;尹文哲;

    蒸汽发生器管、壳侧流场的换热过程及壳侧流场相变仿真是核电性能与安全研究中的重要内容。为了探究不同功率水平下蒸汽发生器热工分布规律,基于欧拉两流体模型和壁面沸腾(RPI)模型,对100%、75%和50%功率水平的蒸汽发生器流场进行数值模拟,得到管、壳侧流场随功率水平变化的规律,局部横流速度在不同功率水平的分布情况,可为蒸汽发生器多工况运行特性研究及优化工程设计提供数据支撑和科学依据。

    2025年04期 v.45;No.194 657-664页 [查看摘要][在线阅读][下载 2170K]
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  • 非能动核电厂滤网失效模化方法分析研究

    胡跃华;詹文辉;许以全;胡军涛;张彬彬;李肇华;仇永萍;

    第三代非能动核电厂中,地坑滤网和内置换料水箱滤网的模化对核电厂堆芯损伤频率的计算有较高的重要度和敏感性。经验表明,在不同的事故工况下,核电厂内产生的碎片数量有所不同,滤网的失效率必将有所不同,各种工况均直接采用通用数据库中的数据会带来较大的不确定性。通过调研当前业界二代核电厂对滤网的模化方法及取值、以及研究核电厂不同事故后碎片量及迁移路径,给出第三代非能动核电厂滤网失效模化的建议方法和取值,并讨论其对核电厂堆芯损伤频率的影响。

    2025年04期 v.45;No.194 665-671页 [查看摘要][在线阅读][下载 1069K]
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  • 核电厂汽动辅助给水泵超速保护飞锤仿真分析与实验

    邢兴龙;毕文策;刘闯铭;宁飞虎;

    针对某核电厂辅助给水系统汽动泵超速保护飞锤调整缺少理论依据问题,为提升超速试验成功率,通过对飞锤进行三维建模及理论研究,得出飞锤动作转速与飞锤偏心距、弹簧力等参数的关系式,建立飞锤系统的动力学方程和仿真模型。通过动态仿真分析,得到了不同偏心距下飞锤的动作转速,并建立了飞锤动作转速与飞锤偏心距的关系曲线。将实验数据与仿真结果进行对比,验证了仿真模型的准确性,为超速保护系统的设计和汽动泵的超速试验提供了理论数据参考。

    2025年04期 v.45;No.194 672-678页 [查看摘要][在线阅读][下载 1317K]
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  • 基于COPAIN实验的典型冷凝回流相间传质模型分析研究

    徐慧波;王振营;石艳明;

    为对含不凝性气体的蒸汽凝结换热特性进行更准确的数值模拟,基于COPAIN实验,对两种典型的冷凝相间传质模型(Dehbi冷凝模型和扩散平衡模型)进行分析。将数值模拟结果与实验数据对比分析发现,两个模型都可捕捉到冷凝壁面局部热流密度随流动方向的演化趋势。Dehbi冷凝模型的计算结果中94%的数据点与实验值的偏差在20%以内,扩散平衡模型中95%以上的数据点偏差在15%以内,后者误差较小精度更高。在实际工程计算中,建议采取基于扩散平衡模型的模拟方法。

    2025年04期 v.45;No.194 679-685页 [查看摘要][在线阅读][下载 1255K]
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  • 某预应力安全壳在内压作用下的易损性分析研究

    马燕;杨青屿;刘蒙莎;高戈;严佳川;

    采用非线性有限元方法对某预应力混凝土安全壳在严重事故工况下的易损性展开研究。采用拉丁超立方抽样技术产生30个安全壳随机样本,分析了安全壳整体功能性失效、结构性失效对应的易损性。研究结果表明:安全壳破坏由功能性失效控制,安全壳功能性失效内压承载力与结构性失效内压承载力相差较大。安全壳发生功能性失效时对应5%分位和95%分位的内压承载力分别为1.052 8 MPa和1.147 2 MPa。

    2025年04期 v.45;No.194 686-697页 [查看摘要][在线阅读][下载 1515K]
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  • 基于PSCAD的国内三代核电厂断相故障特性的仿真研究

    王晋;

    核电厂断相故障问题近年来被列为设计薄弱项并受到行业高度关注。监管机构要求各核电厂对断相故障问题进行分析和研究,并给出应对措施。国内外相关案例和研究文献表明,断相故障较难被准确监测到问题主要集中在厂用变压器空载情况。对某三代核电厂的主变压器、高压厂用变压器和辅助变压器处发生断相故障时的电气特性进行仿真分析,得到各主要厂用变压器在空载工况下的断相故障特征。初步分析表明:当主变压器和/或高压厂用变压器轻载情况下高压侧发生断相故障时,可不额外设置断相故障监测手段;当辅助变压器空载情况下高压侧发生断相故障时,建议考虑设置断相故障监测和保护措施。研究成果可为制定断相故障的监测和保护方案提供理论依据。

    2025年04期 v.45;No.194 698-703页 [查看摘要][在线阅读][下载 1832K]
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  • 堵塞对设备取料装置能耗和温度的影响研究

    赵君;

    取料装置能耗占设备总能耗的70%以上,直接影响设备的能耗和物理性能。为有效评估设备取料装置取料能力对设备物理性能的影响,研究了由于粉尘堆积造成的设备取料装置堵塞对取料装置性能的影响。采用粒子图像测速技术,在马赫数和雷诺数相似的环境下对不同工况的表面气流速度分布进行了实验测量,观测了激波结构,并计算了涡量、Q值等参数。根据实验测得的速度分布情况和力矩平衡公式,计算了不堵塞与堵塞工况下取料装置能耗变化情况。结果表明,取料装置堵塞后的取料装置头部产生的激波位置发生改变,激波位置后移2~3 mm,激波仍为典型的弓形曲线激波形式,但激波中段激波角变化大约5°,涡量值减小约50%。法向速度梯度明显减小,流动性质发生一定程度的改变。堵塞后能耗增加3~5 W,取料装置前端激波后温度已经超过100℃,不利于取料装置长期使用和设备长期稳定运行。取料装置出口气流相对压力不大于0.7,才能保证物理性能满足要求,同时设备稳定运行。

    2025年04期 v.45;No.194 704-711页 [查看摘要][在线阅读][下载 1352K]
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  • “双碳”目标下区域核能发展预测软件开发及测试

    张宇;程鸿章;刘晓光;叶璇;陈景;熊威;

    在中国“双碳”目标背景下,核能发展的分析和预测在制定可持续能源战略中发挥着关键作用。开发核能发展综合预测系统用于预测和评估未来核能在中国能源格局中的作用。基于大量国家能源发展的相关数据,进行数据工程化处理,耦合全球变化评估模型(GCAM)和长期能源替代规划系统(LEAP)等能源模型,实现对核能发展的宏观总量预测和区域化分布的预测,并实现模块化开发。新系统使用Java、VUE及Python的软件开发框架,集成Echarts可视化系统,开发核能发展的多因素预测和分析软件,可直接在浏览器中使用,简单方便。新系统实现了多情景的区域优化、核资源循环、先进核能技术迭代,可应用于中国核能发展预测,实现一次能源占比及发电、供热和制氢机组的区域分布及燃料需求和供给分析等功能,用于核能部署规划、碳减排情景分析及能源安全评估,为核能发展布局和多样化利用提供参考意见。

    2025年04期 v.45;No.194 712-718页 [查看摘要][在线阅读][下载 998K]
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  • 面向区域核能预测目标的GCAM-CHN研究

    程鸿章;刘晓光;叶璇;潘勋章;张宇;姜玲玲;杨波;马涛;熊威;

    随着全球气候变化加剧,中国提出了“双碳”目标,核能作为一种低碳、稳定且能量密度高的能源,在能源转型中具有重要潜力。构建了针对中国能源系统的本地化模型GCAM-CHN,基于该模型,模拟了在“双碳”目标以及3种不同情景(低技术进步、中等技术进步、高技术进步)下,2060年前中国核能在发电、供热、制氢、海水淡化领域的发展路径。研究表明,核能发电量和装机容量将快速增长,成为电力系统中重要的低碳基荷电源,并与可再生能源形成互补,在供热、制氢和海水淡化领域也有较大发展前景。新模型可为核能在中国能源转型中的作用提供量化评估,情景结果可为国内相关部门制定核能政策和布局产业发展提供数据参考。

    2025年04期 v.45;No.194 719-728页 [查看摘要][在线阅读][下载 1713K]
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核安全

  • 基于S-A模型的核电站SEC泵填料密封泄漏量分析

    王兆明;许友龙;贺湘江;唐祥明;车银辉;

    针对某核电厂多台重要厂用水系统(SEC)泵轴封压盖处经常发生喷水现象的问题,采用S-A模型进行SEC泵的水力部件建模,分析泵的水力区域流场、叶轮静压分布等,通过对不同变量的曲线拟合分析得出密封冲洗水压力、密封间隙等因素对泵盘根密封泄漏量影响的数值分析结果。结合叶轮平衡孔处的压力分布情况,给出改造后的密封冲洗水压力参数设定值(约0.35 MPa),解决了SEC泵轴封压盖处经常喷水的缺陷。

    2025年04期 v.45;No.194 729-734页 [查看摘要][在线阅读][下载 1199K]
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  • 承压热冲击下核电厂主泵-主管道焊接接头断裂力学分析

    况正;施春丰;杜爱国;曾咏奎;唐毅;桂春;

    为了评估核电厂主管道在承压热冲击下的脆性断裂风险,采用有限元分析方法计算核电厂主泵-主管道焊接接头在承压热冲击下的应力强度因子,分析焊接残余应力、焊缝处假想裂纹尺寸以及安注后主管道水位对主泵-主管道焊接接头发生脆性断裂的影响。结果表明:残余应力值越高,假想裂纹尺寸越深,安注后主管道水位高度越低,主泵-主管道焊接接头脆断风险越高。在管道焊接过程中控制残余应力,失水事故时保证管道尽快注满安注冷却水,可降低管道脆断的风险。

    2025年04期 v.45;No.194 735-741页 [查看摘要][在线阅读][下载 1420K]
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  • 百万千瓦级核电机组汽轮发电机密封瓦损伤原因分析

    闵济东;李祥奎;文学;罗贤龙;王方方;张寅;陈碧强;

    密封瓦是汽轮发电机氢气密封系统的关键部件。针对某百万千瓦级核电机组汽轮发电机密封瓦巴氏合金层表面损伤情况,通过宏观形貌观察、渗透检测、化学成分分析、金相检验、硬度测试、扫描电镜微观形貌观察及能谱分析等表征方法对其展开损伤原因分析。结果表明,密封瓦悬浮状态不良,空侧巴氏合金层存在铸造缺陷,且化学成分存在偏析,组织分布不均匀。密封瓦巴氏合金层的损伤性质为表面疲劳剥落,剥落是由密封瓦的实际悬浮状态不良引起局部油膜刚度增加、巴氏合金层存在铸造缺陷及服役过程中承受不均匀的高压交变载荷等多因素共同导致的。密封瓦损伤原因分析将为该类型核电机组密封瓦的监督检查及其他同类设备部件的订货提供技术依据。

    2025年04期 v.45;No.194 742-748页 [查看摘要][在线阅读][下载 1620K]
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  • 基于全连接神经网络的某核设施钢箱型结构畸变模型修正研究

    张克新;蔡雪松;崔龙;李文举;王嘉龙;侯钢领;

    为解决畸变模型预测原型结构全部力学性能误差大的问题,应用全连接神经网络结合数值模拟提升了复杂结构畸变模型力学性能预测精度。以某核退役堆钢箱型结构的几何畸变模型为研究对象,采用相似理论和有限元模拟为全连接神经网络模型提供训练数据,开展了网络层级和神经元数量的优化以及模型评价等研究,进而建立了畸变模型修正方法。通过与原型结构比较,验证了畸变模型结合全连接神经网络能准确预测原型结构各个位置的应变、应力、位移等多参数力学性能,对于神经网络提高结构模型试验具有重要的参考价值。

    2025年04期 v.45;No.194 749-756页 [查看摘要][在线阅读][下载 1291K]
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  • 基于变量分离法的主蒸汽管道地震易损度分析及评价研究

    王骥骁;陆瑜滢;弓振邦;周航;

    管道地震易损度分析是地震概率安全评价中地震易损度分析的关键内容。核级管道由于存在系统复杂、布置多样、构件繁多等固有特征,管道地震易损度分析技术一直存在卡点。通过深入研究频率与地震裕度之间的影响,在管道抗震力学分析基础上,基于管道系统固有频率、地震反应谱等地震动响应力学参量关系,完成管道能力因子的定量评价研究,提出一套基于变量分离法的管道易损度分析方案。并应用该方案准确评价了某核电工程的主蒸汽管道易损度,成功实现了管道系统地震易损度的定量化评价,为核电厂风险决策提供可靠的决策依据。

    2025年04期 v.45;No.194 757-763页 [查看摘要][在线阅读][下载 1093K]
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  • 先进核电厂严重事故源项与放射性后果现状分析与相关问题探讨

    宋明强;丁超;石雪垚;欧平文;杨志义;封有财;

    在调研和分析国际在严重事故源项和放射性后果分析领域的现状及进展的基础上,开展先进核电厂严重事故源项和放射性后果计算的方法论研究,对典型严重事故工况选取、源项和放射性后果分析的假设、计算模型和结果进行分析和研究。分析了不同设计之间分析方法和假设的差异和合理性,对相关关键问题提出技术立场。同时,给出了在严重事故源项和放射性后果分析方面后续工作的建议。

    2025年04期 v.45;No.194 764-771页 [查看摘要][在线阅读][下载 986K]
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  • 核电厂循环水系统蝶阀传动销轴断裂原因分析及优化研究

    史磊;袁禹;白占坤;方奇术;

    某1 250 MW机组核电厂的循环水系统采用海水直流供水系统。每台循泵出口设置一台液控蝶阀,在正常运行期间,液控蝶阀驱动端阀轴与阀板的传动销组件发生断裂,导致液控蝶阀执行机构空转,并且造成循环水泵憋泵无法正常启动。对于失效的传动销组件进行了理化检测分析和结构设计分析,并对液控蝶阀解体进行了检查。主要原因是液控蝶阀锁定传动销销套和销轴配合间隙不符合安装标准,以及传动销轴组件可靠性冗余不足所致。基于失效原因分析,提出了一种实心传动销组件设计方案,该方案可以有效地预防窜出和腐蚀问题,并为其他核电厂类似缺陷的处理提供借鉴。

    2025年04期 v.45;No.194 772-777页 [查看摘要][在线阅读][下载 1060K]
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  • 伪裂变产物基础核数据库的分析与制作

    邢亮;沈华韵;衷斌;徐琪;

    伪裂变产物法是一种简洁、高效的燃耗模拟方法,其计算精度依赖于伪裂变产物数据准确性,进而与裂变产物核数据质量密切相关。通过分析、汇总国内外最新的重要评价核数据库,建立了~(235)U和~(239)Pu的裂变产物核数据库,其中包括含1 280种核素的~(235)U和~(239)Pu裂变产物集、含2 813种核素的中子反应截面数据库以及含4 113种核素的衰变数据库。制作的裂变产物核数据库可以为伪裂变产物数据研制提供基础核数据。

    2025年04期 v.45;No.194 778-783页 [查看摘要][在线阅读][下载 1329K]
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  • 凹陷壁面附近空化泡溃灭诱导的针状射流现象的数值研究

    刘宇航;段靖飞;刘一帆;胡进森;王笑语;高丹;张宇宁;

    基于开源软件OpenFOAM,采用流体体积法对半球形凹陷壁面附近空化泡溃灭诱导的针状射流现象进行了模拟研究。重点对针状射流形成与演化、射流诱导的冲击波以及流场中涡的演化开展了定性分析,并对针状射流的速度及空化泡内、外压力峰值随时间的变化进行了定量分析。结果表明:空化泡溃灭时出现的颈缩断裂是针状射流形成的核心机制,射流速度峰值可达900 m/s;随着射流发展,射流在泡内激发生成两道传播速度不同的冲击波。此外,当射流刺穿空化泡和撞击壁面时,射流顶端的液体压力骤增;针状射流在平壁面、泡内以及凹陷底部诱发涡的生成。其中,位于凹陷底部的涡沿径向向凹陷外演化发展,并逐渐分裂为多个涡结构。

    2025年04期 v.45;No.194 784-793页 [查看摘要][在线阅读][下载 1990K]
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  • 基于FDS的核电厂安全壳操作平台托盘间距对火灾发展研究

    史强;宋维;荆放;陈宝龙;左嘉旭;

    为研究核电厂安全壳内操作平台托盘间距对火灾发展的影响,应用火灾动力学模型建立安全壳火灾情境,探索温度和热通量参数随时间的变化规律。研究表明,当其电缆托盘间距取0.2 m、0.3 m、0.4 m时,火灾都会使电缆失效。当电缆托盘间距取0.2 m时,将有效地延长电缆失效时间,从而为工作人员及时发现火灾,并做出应对措施提供更为充足的时间。该研究通过对核电厂安全壳操作平台火灾数值建模,为安全设计改进提供了参考。

    2025年04期 v.45;No.194 794-802页 [查看摘要][在线阅读][下载 1497K]
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放射性废物处理

  • 不同添加剂对热态超压成型树脂的影响研究

    杨静远;姚晓琦;叶沥;靳海睿;王毅;

    核电运行期间各循环和处理部分产生的大量放射性废水,目前主要采用离子交换树脂进行吸附净化。但现有工艺很难对废树脂进行清洁再生,一般均按照中低放湿固体废物处置。热态超压技术减容比大,处理成本低,是国内核电厂废树脂处理主要研究方向之一。为了改进现有添加剂为28%树脂粉的工艺,用4.2%树脂粉-2.5%E51型环氧树脂、5.83%树脂粉-2.91%(干基)醋酸乙烯酯-乙烯共聚(VAE)乳液作为添加剂,分别按照其性质设计试验进行对比研究。结果表明,单加树脂粉的压块抗压强度较低,静置空气中3 h整体性完全破坏。添加剂为E51型环氧树脂-树脂粉的压块虽然抗压强度较高,但静置空气中18 h后发生开裂。添加剂为VAE-树脂粉的压块具有一定弹性,抗压的同时还抵消回弹和吸潮膨胀产生的张力,甚至浸泡于水中154天结构仍然完整无破裂。不但减容比提高了0.8(28.57%),还配适于现有热态超压工艺流程。

    2025年04期 v.45;No.194 803-810页 [查看摘要][在线阅读][下载 1305K]
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  • 中高放固体废物干燥机理试验及仿真计算

    李玮;王亦阳;闫志男;谢轶男;崔凯;

    以动力堆乏燃料后处理过程中,乏燃料组件经过剪切、溶解等流程产生的端头和包壳等放射性固体废物为研究对象,对包壳在整备过程中的干燥处理进行分析。通过机理试验研究,获得干燥计算所需的相关参数,为仿真工作提供依据。而后使用数值分析方法,针对设计定型设备的干燥过程进行了模拟仿真计算,分析进出气口尺寸、供气温度、供气流量等因素对干燥过程的影响,以此获得最有效性的干燥方案,为其他包壳废物的干燥过程提供数据依据及参考。

    2025年04期 v.45;No.194 811-817页 [查看摘要][在线阅读][下载 1362K]
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  • 《核科学与工程》征稿简则

    <正>《核科学与工程》是由中国科学技术协会主管,中国核学会主办的原子能技术类核心期刊,本刊已纳入中文科技期刊要目总览(2023版)、中国科技核心期刊、中国科学引文数据库(CSCD)来源期刊核心库,被多家国内外著名检索系统收录。自1981年创刊以来,始终秉承传播核领域最新成果、促进核科学与工程研究成果交流的办刊宗旨,服务核领域内专家和科研人员。期刊收录核科学技术与工程类具有创造性科研成果文章,主要栏目设置:核反应堆工程与物理、核聚变、核安全、核化学等核科学与工程相关栏目。欢迎专家学者投稿并请注意以下事项:

    2025年04期 v.45;No.194 820页 [查看摘要][在线阅读][下载 559K]
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