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。     

电阻层析成像场域的三维仿真

为了进一步认识电阻层析成像(ERT)系统中敏感场的分布特性,通过采用有限元数值仿真(FEA)的方法建立三维模型并求解,得到了ERT传感器敏感场的三维空间分布,分析了场域分布的不均匀性。并在此基础上,研究了电极构造、空间排列、激励模式等对所建立的场域带来的影响,结果显示,电极长度增加可以改善激励场域,而且相对激励模式所产生的场域要优于相邻激励模式。这些结论为改进敏感场电极阵列的设计,降低反成像算法带来的误差以及还原图像的解释等提供了便利与依据。     

悬浮颗粒两相流图像处理方法

利用三维颗粒成像测速 (PIV)技术研究颗粒悬浮两相流中颗粒相速度和相分布 ;用图像采集卡将摄像机拍摄的流动图像实时的存储到计算机中 ;用自行开发的颗粒图像处理及分析软件对其进行图像增强、分割、识别和理解等一系列数字化处理后 ,将每一个颗粒的大小和其中心位置由计算机自动判别。研究了实验各个环节对判别结果的影响 ,开发了可用于颗粒两相流 PIV测量的图像处理软件 ,颗粒识别率达到 85 %以上 ,颗粒中心定位精度达 1～ 2个象素     

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。     

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     

快堆螺旋管式直流蒸汽发生器的热工水力分析模型

针对钠加热的螺旋管式直流蒸汽发生器建立了一个稳态的蒸汽发生器分析模型，根据所建模型编制了数值计算程序。该程序用于计算快堆蒸汽发生器的热工水力分布参数，分析其冷却剂的稳态流动特性及热量传输特性。利用此程序对法国４５ＭＷ模型蒸汽发生器进行了计算，其结果与发表的实际数据吻合很好。     

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     

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。