中国实验快堆蒸汽发生器水/汽泄漏探测系统

根据中国实验快堆（ＣＥＦＲ）的要求,设计了预报其蒸汽发生器水／水蒸汽泄漏的探测系统——扩散式氢计。在扩散式氢计动态方程的基础上,推导出扩散式氢计的灵敏度和响应特性与其各部件参数和热力参数之间的关系,并分析了其各部件参数对其性能的影响;为了消除钠温度对扩散式氢计性能的影响,采用温度调节方法使蒸汽发生器中到达每个氢计镍管的钠温度都保持５００℃。给出了将应用于中国实验快堆（ＣＥＦＲ）预报其蒸汽发生器水／汽泄漏的扩散式氢计灵敏度和响应特性。     

几类非线性PI在热工控制系统中的比较研究

研究了热力过程非线性PI控制器的参数优化和性能分析问题。利用Simulink工具箱中的非线性设计模块（NCD模块）对4种PI控制器的参数进行优化，以过渡过程品质为指标，比较不同系统的性能。     

微焦点X-CT对颗粒床蒸发的动态成像

为探索微焦点X射线计算机层析成像技术在微小尺度多孔介质传热传质测量研究中的应用,利用FXS-160微焦点X射线扫描仪对粒径范围为0.8~1.6mm的非固结颗粒床的蒸发进行了动态成像研究。图像的空间分辨尺度达到几十个微米,能直观地描述颗粒床内部孔隙结构和流体分布特征。对重建的CT图像进行了定性和定量的分析,获得了颗粒床内部的截面液相分布随颗粒床轴向深度和时间的变化过程。     

蒸汽供热管网的动态仿真建模

为建立供热管网的在线优化运行、故障实时诊断以及仿真分析和培训系统 ,必须建立一种高精度的蒸汽供热管网动态仿真模型。该模型将蒸汽处理成为单相可压缩流体 ,将管网处理成为由节点和支路组成的一种网络结构。在仿真计算中 ,采用隐式 Euler算法、线性迭代方法和稀疏矩阵算法求解由物理模型所得的非线性微分方程组。证明了所用的算法具有大范围收敛特性。此方法将被应用于青岛市蒸汽供热管网的工程项目中     

中国实验快堆单组件完全堵流后钠沸腾的预测

为预测正常功率下快堆单个燃料组件的瞬间完全堵流导致的后续事故序列及其潜在的破坏能力,对模拟这种现象的SCARABEEBE 1实验在包壳流动之前的阶段进行了数值模拟。在此基础上对中国实验快堆(CEFR)在此事故工况下的冷却剂沸腾进行了预测。计算结果表明:对于CEFR,沸腾的过程中也出现了实验中观测到的出口处流量波动和通过组件盒的热流通量的快速增长。SCARABEEBE 1实验中,干涸发生之前,沸腾持续了大约2.2s;对于CEFR,沸腾开始后0.3s便发生了干涸。造成这一差异的主要原因是CEFR的燃料组件规模和单位体积的热功率更大。     

热力过程非线性PI控制器参数优化和性能分析

在热力过程控制系统中,通过选择合适的非线性P I控制器,能使系统的动态性能得到显著改善。利用S im u link工具箱中的非线性设计模块(NCD模块)对4种P I控制器的参数进行优化,并基于M on te-C arlo实验原理计算和分析不同控制系统的性能鲁棒性。仿真结果表明:所选的4种控制器中,其中一种非线性P I控制器对4类典型热力过程控制系统的动态性能均有显著改善,系统输出几乎没有超调,调节时间明显缩短,过渡过程更加平稳,并且该控制器对被控对象参数变化有较好的性能鲁棒性。     

垂直管道内层流泡状流运动的多流体模型

常用的描述泡状流运动的双流体模型采用一个平均尺寸对气相进行描述。不同尺寸气泡的运动和受力不同。当气泡尺寸分布范围较大时 ,不宜采用双流体模型描述泡状流。根据气泡的尺寸划分气相 ,采用时间平均法建立了描述垂直管道内层流泡状流运动的多流体模型。通过对气泡在流场中的运动和受力分析 ,给出了用以封闭模型的粘性应力、脉动应力、相间动量交换项的表达式。利用模型对具体实验进行了预测 ,模型预测值与实验值的比较结果表明采用多流体模型能够预测气泡尺寸范围较大的泡状流     

层流泡状流运动的数学模型

研究在绝热条件下层流泡状流在垂直管段中充分发展段的运动情况。在对气泡受力进行分析的基础上,采用双流体模型及时间平均方法,建立了用于预测空泡率、液相速度等重要参数径向分布的数学模型,并针对实验条件进行了数值计算,计算值与实验数据吻合得很好。计算结果表明,壁面存在的影响是空泡率分布在近壁处产生尖峰的原因。该文提出一种新的壁面存在引起的作用力的表达式,可以较好地预测层流泡状流的运动情况。     

快堆蒸汽发生器小泄漏氢扩散数值模拟

为了通过微氢泄漏探测系统正确判断快堆蒸汽发生器水 /水蒸汽小泄漏 ,建立了快堆蒸汽发生器水 /水蒸汽向钠泄漏后钠水反应产生的氢沿蒸汽发生器扩散的数值模型。假设为大孔隙多孔介质 ,模拟钠在蒸汽发生器内的流动 ,引入体积孔隙率 ,面渗透率和分布阻力来模拟管束、支撑板对钠流动的扰动。根据钠水 /水蒸汽反应生成的氢气和氢氧化钠在钠中离解动力特性 ,建立氢离子和氢氧根离子的扩散方程。钠回路蒸汽发生器的注水模拟水 /水蒸汽泄漏实验表明 :微氢泄漏探测系统对蒸汽发生器钠出口处氢浓度模型计算值的响应与其实测响应吻合的很好     

基于混沌变量的变步长梯度下降优化算法

梯度下降法与混沌优化法均具有各自的缺点。该文将二者结合起来,利用混沌运动的遍历性,将混沌因子引入到变步长中,对梯度下降法进行改进。首先利用混沌变量来初始化步长大小,并随着搜索过程向最优点靠近,逐渐调整混沌变量,从而使步长的变化也不断变小,以使最优点附近步长波动平稳,避免了梯度下降法拉锯现象的产生。通过3个典型算例,用该算法和梯度下降法以及其他2种算法进行了优化计算对比。结果表明,采用该算法的迭代次数减少了45%以上。