反转压水反应堆热工水力特性初步研究

采用CFD软件FLUENT对反转压水反应堆(IPWR:Inverted Pressurized WaterReactor)单个燃料元件及冷却剂通道流场进行了数值模拟计算,分析比较了不同栅格尺寸情况下的热工水力特性.计算结果表明,栅格尺寸对IPWR燃料元件温度及冷却剂流动传热特性有较大影响,为今后IPWR燃料栅元、组件、堆芯设计和热工水力分析提供了初步参考和依据.     

控制棒水力驱动系统在摇摆工况下的运行特性

通过由控制棒水力驱动系统实验本体、六自由度船舶运动模拟器及测量与控制系统组成的实验装置，进行了实验本体随模拟器摇摆时控制棒的步升、步降及全程快速落棒实验，还进行了实验本体横倾４５°静态下的快速落棒实验，取得了一系列实验数据。实验结果表明：控制棒水力驱动系统在摇摆角达３５°，周期为１０ｓ时仍具有良好的运行可靠性和固有安全性；在横倾４５°时仍能靠重力顺利落棒。因而该系统经过适当改进后可以满足摇摆工况下要求，为该系统应用于船用核动力堆提供了实验依据。     

摇摆运动下系统空间布置对自然循环流动特性的影响

基于摇摆运动条件下自然循环流动的数学模型,研究了该条件下自然循环回路的质量分布、摇摆轴心以及单双回路等系统的空间布置对自然循环流动波动特性的影响．结果表明：由于摇摆运动产生的附加加速度具有时空特性,不同空间位置产生的加速度大小和方向都不同,所以系统的空间布置对摇摆运动条件下的自然循环流动存在较大影响,其中对摇摆轴心的影响最为显著;对于冷却剂系统而言,采用对称布置可以抵消向心力的影响,降低流动速度波动的频率;摇摆轴心位于回路外可以降低切向力的影响,降低波动的振幅,但轴心与回路距离过大时,切向力的影响又会因半径的增加而增加,造成流动波动振幅增加,采用对称双回路布置有利于消除切向力的影响,从而降低总流量的波动振幅;对称双回路布置有利于降低总流量的波动;采用适当的布置,可以有效地降低摇摆运动对自然循环流动波动特性的影响．在设计中,还应综合考虑密度以及质量分布的因素,合理的质量分布可以有效地降低摇摆造成的流动波动．     

严重事故工况下反应堆热工水力参数对源项释放行为影响研究

为了进一步研究反应堆严重事故进程中热工参数对源项释放的影响,识别对其影响较大的物理过程,从而进一步改进和发展数值模型以提高计算精度降低不确定性,以第三代压水堆为对象,利用一体化严重事故分析程序ISAA对大破口失水事故导致的严重事故开展了数值分析研究,并基于Wilks公式利用自主开发的不确定性程序代码SAUP对17个热工参数进行了拉丁超立方抽样(LHS)执行批量计算,对目标输出(FoM)即氢气与裂变产物的释放进行了不确定性与敏感性分析。结果表明：在热工参数的不确定性范围内,氧化产氢以及裂变产物的释放呈现正态分布且存在较大的不确定带,包壳氧化层的失效温度、堆芯碎片尺寸以及碎片孔隙率对高挥发性裂变产物的释放有较为显著的相关性。该研究有助于理解反应堆严重事故中热工参数与源项之间的复杂联系,同时对核电厂安全系统的设计以及严重事故的预防与缓解具有参考意义。     

一体化核动力装置的热工水力特性模型及计算

介绍了一体化核动力装置的特点;建立了一套完整的数学物理模型,包括堆芯模型、基本的热工水力模型、传热学模型、计算方法模型、物性模型及辅助模型等;分析了一体化核动力装置的热工水力特性,根据模型编制了程序,经过实堆计算及ＲＥＴＲＡＮ０２验证,证明程序是正确、实用的;最后给出了程序的算例。     

铅基反应堆主换热器结构优化及热工水力分析

主换热器是铅基反应堆的关键热传输部件,直接影响反应堆的经济性与安全性.以液态铅铋冷却自然循环反应堆的管壳式主换热器为研究对象,从换热管长度L、外径do、壁厚c、管间距P这4方面对换热器进行热工水力分析研究,并采用JF因子对换热器的综合性能进行评价,在此基础上,采用贡献比CR及平均信噪比SN评价因子得到最优的结构参数组合A1B2C1D2.研究表明,管长L对换热器性能影响最大,而管间距P对换热器性能的影响几乎可以忽略.     

先进安注箱热工水力特性研究

为了研究先进安注箱的热工水力特性,建立了其数学模型,包括基本守恒方程、传热模型、传质模型和阻尼器模型。开发了先进安注箱计算模块,并将其嵌入到RELAP5/MOD3.3程序中。通过与CFD模拟结果的比较分析,验证了文中模型和求解方法的合理性。针对某先进安注箱,研究了其热工水力特性,并开展了参数敏感性分析,结果表明:各参数的变化趋势合理,先进安注箱能实现从大流量到小流量段的过渡;小流量阶段的出口质量流量随阻尼器直径的增大而减小;整个阶段的出口质量流量随大流量水体积与氮气体积比的增大而减小;当立管形阻系数在一定的变化范围内时,大流量阶段的出口质量流量随立管形阻系数的减小而增大。该研究将为我国先进安注箱的设计和实验研究提供理论依据。     

核动力系统热工分析程序可视化建模

以Relap5程序为对象,研究了核电站热工水力分析程序可视化建模技术。采用可扩展标记语言技术,定义一套名为RelapML语言描述Relap5建模信息,并基于Windows平台下的可视化界面开发技术,完成RelapML语言的可视化输入、自动生成并最终转换成Relap5输入数据,实现了Relap5建模过程可视化。     

小破口失水事故喷放阶段瞬态热工水力特性的模拟试验研究

在热工水力实验回路上,利用直接通电均匀加热的垂直圆管(φ15mm×2mm)作为实验段,利用合理设计的喷放段来模拟小破口的出现.通过实验,得出了系统压力、质量流速、壁温随喷放时间的变化关系以及压力、质量流速、初始过冷度、临界时间的相互影响关系曲线.这对瞬态CHF和t_(CHF)的研究具有重要的理论和实际意义,对反应堆的运行具有一定的参考价值.本实验的工况参数范围是:p=0.7～2.2MPa,▽T_(sub)=50～120℃,G=1750～2800kg/m~2·s,q=0.3～1×10~6W/m~2.     

水力条件对人工湿地处理效果的影响

在自行建造的人工湿地模型上，通过对污水厂初沉出水的实际处理试验，详细测定并分析了水力负荷、水力停留时间、水深等对人工湿地中SS，COD，NH4^ -N，TP去除效果的影响及其规律，探明了各自的净化机理，提出了不同运行条件下的最佳运行参数，从而为人工湿地技术的进一步发展及其工程设计与运行管理提供了参考．     

摇架式隔振系统隔振特性的试验研究

研究履带车辆动力传动装置摇架式隔振系统的隔振特性。应用动力学相似理论设计制作了摇架式隔振系统的试验模型并进行了理论分析和试验。试验表明,摇架式单层隔振系统的传递率下降斜率为１２ｄＢ／ｏｃｔ,双层隔振系统的传递下降斜率为２４ｄＢ／ｏｃｔ。     

分段摇摆墙内力改进效果研究及影响参数分析

在保证对结构变形、抗震性能改进效果的情况下,采用分段摇摆墙的形式可有效降低摇摆墙自身的内力需求,并且该形式具有制作更简单、运输更便利、安装更简易的优势。为了分析摇摆墙采用分段形式后对摇摆墙内力的改进效果,文中结合分段摇摆墙的特征及与整段摇摆墙不同的边界条件,推导了铰接分段摇摆墙-框架结构的位移和摇摆墙内力的简化计算公式,并进一步开展了摇摆墙刚度比和摇摆墙分段数目对摇摆墙内力的影响效果分析,且与整段摇摆墙的相应情况进行了对比。研究结果表明：将摇摆墙分段可以大幅降低摇摆墙的内力峰值、缩小内力值的变化区间,在均匀荷载作用时各分段摇摆墙的弯矩和剪力分布规律类似,且整段摇摆墙的弯矩峰值是分段摇摆墙的m2倍、整段摇摆墙的剪力峰值是分段摇摆墙的m倍,而在倒三角形荷载作用下时,上段分段摇摆墙的弯矩和剪力比下段分段摇摆墙的大;刚度比在1.0～5.0这一适当的区间内变化时,刚度比对摇摆墙内力的影响效果明显,且影响程度随摇摆墙刚度比增大呈先增大后减小的规律,但当摇摆墙刚度比在此适当区间之外（无论取值过大还是过小）,摇摆墙内力改变情况则对刚度比变化变得不敏感,此时刚度比对摇摆墙内力的改善效果不佳;分段摇摆墙内...     

刚性基础上摇晃桥柱系统地震反应研究

运用刚体摇晃减震概念建立摇晃桥柱系统(Rocking Pier System,RPS)的动力分析模式,并采用El Centro地震波作为输入,对RPS有无配置预应力钢筋、预应力钢筋有无施加预应力、预应力钢筋面积多少、不同桥柱振动周期及不同地震强度等进行时程分析.研究结果显示,桥柱摇晃碰撞基础瞬间,柱底虽会产生剪力峰值,但相较于传统桥柱系统(Conventional Pier System,CPS)的最大柱底剪力而言,该剪力峰值相对较小,此现象有助于避免地震时桥柱受损.且借助调整预应力钢筋面积及初始预应力可设定启动RPS晃动的地震强度,这样可避免小地震下桥柱晃动影响桥梁运输功能,并且在大震摇晃下桥梁保持弹性全无损伤.     

限位装置对桩基础高墩摇摆反应的影响

基础摇摆隔震会显著增大高墩顶的位移,摇摆隔震装置中设抗拉钢筋或钢铰线可以减少墩顶位移。提出了限位装置的模拟方法,完善了桩基础高墩摇摆隔震的分析模型。基于某铁路高墩桥梁,输入3条强震记录,采用非线性时程分析方法进行了限位装置的影响分析。讨论了限位装置初始间隙及屈服力的变化对墩顶位移与墩底弯矩的影响规律。结果表明,限位装置减小墩顶位移的同时会增大墩底弯矩,墩顶位移受限位装置初始间隙的影响较大,墩底弯矩受限位装置初始间隙的影响较小,桩基础高墩的摇摆反应受限位装置屈服力的影响较大。     

新型压水堆自然循环特性计算分析

针对新型压水堆的结构特点，在一维质量、动量和能量守恒方程的基础上，建立了描述其稳态自然循环特性的数学模型．模型对新型压水堆在稳态自然循环过程中可能出现的流动形式和换热状态进行了充分考虑．通过数值迭代求解该模型，对新型压水堆的自然循环特性进行了理论分析．计算结果表明：反应堆自然循环流量随堆芯功率的增加而增加，并且是堆芯功率的指数函数；在不同蒸汽压力下，反应堆的自然循环流量不同，且随蒸汽压力的增加而增加．冷热芯位差越大，反应堆自然循环能力越大．该研究对我国新型压水堆的概念设计提供了重要的理论依据．     

强制循环厌氧反应器的启动特征

以强制循环厌氧反应器为研究对象,考察了第1次启动情况和启动前后反应器内污泥性质的变化.结果表明：强制循环厌氧反应器（FCR）启动运行25 d后,当反应器容积负荷为0.6 kg.COD/（m3.d）,水力停留时间（HRT）42 h,溶解性化学需氧量（S-COD）去除率可达61.4%,最后出水S-COD〈700 mg/L.故使用新型强制循环反应器处理纺织印染废水,扩展了反应器的应用范围.     

非能动余热排出系统的瞬态特性数值分析

对用于新型压水堆非能动余热排出系统的热工水力特性进行了理论分析．该系统利用3个相互耦合回路的自然循环把停堆后的堆芯余热排出．在一维质量、动量和能量守恒方程的基础上建立了非能动余热排出系统的数学模型，并编制程序对模型进行了数值求解，模拟了非能动余热排出系统的瞬态特性．计算分析了冷热芯位差和余热交换器换热面积对系统特性的影响．结果表明，各参数的变化趋势是合理的．冷热芯位差和余热交换器换热面积越大，对系统越有利．     

液压变压器控马达系统特性研究

根据液压变压器控马达系统工作原理和系统动态方程,利用线性化理论,建立并简化了系统传递函数.理论分析表明,液压变压器控马达系统同时具有最小相位系统和非最小相位系统的性质.对于等配流槽液压变压器,当液压变压器控制角小于30°时,系统为最小相位系统;当液压变压器控制角大于30°时,系统为非最小相位系统.仿真结果表明,当液压变压器控制角大于30°时,系统的阶跃响应表现为负响应,系统具备非最小相位系统的特性.通过实验研究,进一步证明了理论分析和仿真分析的结果.研究表明,液压变压器控马达系统不适用于高精度转矩转速控制系统.      

REPEC非加热实验的RELAP程序模拟

为研究压力容器外部冷却过程中的两相流动和传热现象,采用安全分析中通用的RELAP分析程序对REPEC非加热研究实验进行模拟计算,通过改变体积流量大小、注气方式和进出口面积对自然循环流率和外部冷却两相流动现象进行分析.结果表明,模拟结果与实验结果的一致性较好;循环流量随体积流量的提高呈现先增强后降低的趋势;进出口面积增大可以提高自然循环流量,但出口面积变化对循环流率和流动稳定性的影响更为显著.     

装填条件的变化对金属风暴武器系统内弹道性能的影响

该文针对金属风暴武器的特点，以发射某枪弹为例，详细讨论了装药量、火药厚度、弹头质量、药室容积等装填条件的变化对金属风暴武器系统内弹道性能的影响规律。其规律为：随着装药量的增大，火药厚度的减小，药室容积的减小将使最大膛压和子弹出枪口速度均相应地增加；弹头质量的增加将使最大膛压增加，子弹出枪口速度减小。这些规律为研究金属风暴武器系统的内弹道机制及控制机制打下了基础。