摘要：为验证和评估棱柱型模块式高温气冷堆设计的固有安全性,需针对代表性事故工况开展计算分析。目前针对棱柱型堆芯的模块式高温气冷堆尚缺少专用的事故分析程序。本研究基于通用CFD程序COMSOL针对堆芯活性区域和压力容器建立三维模型,包括燃料和冷却剂通道、石墨慢化剂、侧反射层以及压力容器;非能动余热排出系统采用对流边界条件简化模拟。采用C++编写点堆模块求解中子动力学,并通过动态链接库(DLL)与COMSOL实现耦合。首先计算了正常运行工况下的稳定状态;然后以该结果作为初始条件,选取3个典型事故瞬态工况开展了数值模拟,包括未失压丧失强迫流动冷却(PLOFC)事故、未失压丧失强迫流动冷却且未能停堆(PLOFC+ATWS)事故以及反应性引入且未能停堆(RIA+ATWS)事故;最后针对压力容器壁与非能动余热排出系统的辐射发射率开展了敏感性分析。计算结果表明:在本文分析的事故条件下,燃料最高温度均低于安全限值(1 620℃)且具有较大的裕量,因此均能保证堆芯燃料结构的完整性。对于PLOFC事故,提高非能动余热排出系统的换热能力能显著缓解事故后果,但对于ATWS类事故影响趋势则正好相反,需进一步开展综合分析和模型验证。

摘要：为了在事故条件下导出气冷微堆堆芯余热,本文提出了一种非能动余热排出系统(简称余排系统)设计。余排系统的自然循环流动换热和反应堆堆芯的温度分布具有紧密的耦合反馈作用,对于事故条件下的余排系统换热性能和燃料最高温度有重要影响。本文基于COMSOL Multiphysics软件,针对棱柱型气冷微堆设计,开发了包含反应堆堆芯和余排系统的一体化流动传热计算模型,并与MHTGR基准题和方腔自然对流基准题开展了关键模型验证。利用该计算模型分别研究了正常运行稳态和失流未失压事故瞬态工况下的余排系统工作特性以及堆芯温度响应状态,评估了该系统对事故的缓解效果。计算结果表明,正常运行工况下,余排系统空气自然循环流动规则平稳,带热造成的热损耗水平可以接受,不会显著影响堆芯温度。在失流未失压事故工况下,余排系统早期换热功率较高,后期由于压力容器壁面温度的下降而逐渐降低。总体而言,该系统能有效导出堆芯热量,从而保证堆芯结构的完整性。本文建立的一体化CFD计算模型能用于气冷微堆余排系统的方案设计以及事故安全分析评价。

摘要：核安全法规要求控制严重事故下核电厂安全壳内的氢气风险。在福清核电5、6号机组的设计中,针对严重事故后氢气风险的预防和缓解采取了多项措施,包括非能动氢气复合器、预防氢气局部积聚的工程改进等。采用一体化严重事故分析程序对上述措施有效性进行了计算论证,结果表明,福清核电5、6号机组的氢气风险控制措施能够有效应对威胁安全壳完整性的氢气风险,满足相关法规要求。

摘要：核安全法规要求控制严重事故下核电厂安全壳内的氢气浓度。除安全壳整体外,局部隔间的氢气浓度同样是关注的重点。本文采用一体化严重事故分析程序对百万千瓦级压水堆核电厂安全壳局部隔间进行建模,分析了不同事故下的氢气风险。结果表明,严重事故下部分隔间短时间内可能存在燃烧风险。本文对降低燃烧风险的方法进行分析计算和筛选,得出的结论可以为安全壳隔间的设计优化提供参考依据。

摘要：为评价"华龙一号"核电厂严重事故下气载放射性排放控制措施的有效性和先进性,开展了"华龙一号"严重事故下气载放射性排放控制研究。首先,介绍了核电厂中放射性物质的产生及放射性物质向环境释放的4个途径。其次,阐述了放射性物质的主要去除机制,包括自然沉积、池式洗涤、过滤和喷淋等,以及各去除机制所涉及的气溶胶行为如气溶胶凝聚、气溶胶沉积和吸湿效应、碘化学反应等,和各去除机制所应用的设备或系统。然后,梳理了"华龙一号"在严重事故工况下所采用的几种放射性释放控制和管理措施,包括双层安全壳与环形空间通风系统、安全壳喷淋系统、安全壳过滤排放系统和严重事故管理导则中针对安全壳旁通释放的管理策略,并对不同措施控制放射性释放的效果进行计算分析。计算结果显示采用相关放射性释放控制措施比未采用时向环境的放射性物质释放能够降低1～3个数量级,说明"华龙一号"的设计及严重事故管理措施,能够有效减少事故下的放射性后果,从而减少气载放射性排放对公众和环境的影响。

摘要：针对煤矿巷道掘进智能化建设情况,探讨了现阶段分别以连采机、掘锚一体机、全断面掘进系统、掘锚机为核心的四大类智能快速掘进成套装备发展现状,分析了四大类智能快掘装备与地质条件适用性,提出了实现煤矿智能化掘进需要解决的关键技术的问题,探讨了以信息传输与智能分析技术、智能感知技术、精确定位导航技术,自主定型定向截割技术、掘进机远程自主截割控制技术以及多级多工序智能协同控制技术为基础的智能化掘进实现途径;基于复杂地质条件下煤矿巷道掘进亟待解决的关键问题,提出了以掘进作业功能需求、掘进工艺要求为依据的系统化分析、模块化设计、功能优化组合的设计方法;研究了以虚控实、虚实结合的多级数字孪生构架,基于掘进巷道设备、环境、地质构造多维信息再现实现掘进机远程控制;提出了单机智能化、系统协同化、井下智控与地面远程监控相协同的控制方法。开发了新型的无重复碾压柔性超前支护技术、截割部多级伸缩截割技术、智能锚固机组多钻机并行作业等技术,研制了具有掘、支、锚、运、探多工序并行作业的新型快速掘进作业联合机组,提出了掘进机器人、超前支护机器人、锚固机器人、辅助运输机器人组柔性并行作业技术;提出了基于数据驱动的多机多工序协同控制行为规划决策方法。提出构建完整的煤矿井下跨系统全时空信息数字感知体系,构建集井下现场生产状态、掘进巷道空间信息、掘进装备状态、风险信息等多参量、多尺度、全时空特性的数据感知智能化监控平台,实现虚拟系统与实际掘进系统实时通信,通过数据驱动规划分析实现智能化、少人化掘进。

摘要：为改善低工况条件下因增压压力不足而造成柴油机缸内燃烧恶化问题,将两级增压(two-stage turbocharging,TST)与相继增压(sequential turbocharging,STC)技术相结合.首先,通过推进特性试验进行两级相继增压与柴油机匹配计算,确定增压器型号;其次,利用GT-power软件得到增压器与柴油机联合运行曲线,验证方案的可行性;最后,进行台架试验,分析推进特性和负荷特性下两级相继增压对柴油机性能影响.试验结果表明:推进特性条件下,在0~50%负荷区间,采用单涡轮增压(1TC)可以改善燃烧恶化问题;在50%~100%负荷区间,采用双涡轮增压(2TC)能够进一步提高空燃比,改善缸内燃烧,尤其在60%负荷下,燃油消耗率相比原机降低8.08%;两级相继增压模式在低转速、全扭矩及中高转速、高扭矩运行区域,可实现增压器的良好匹配.

摘要：热障涂层中陶瓷层界面处的应力应变场对其破坏起到至关重要的作用,但之前的研究并未考虑热障涂层宏观构型与细观界面的交互影响。本文建立了在轴向和周向具有不同波长的3D涂层界面有限元模型,分析了轴向波长和周向波长对涂层界面应力的影响规律,获得了轴向波长和周向波长对涂层界面应力综合影响的关系式。研究结果表明,减小轴向波长会增大涂层界面破坏的风险,增大周向波长能够同时减小周向和轴向的最大应力,有利于降低涂层界面破坏的风险;轴向波长为0.051 mm,周向波长为0.030 mm时,周向最大应力最小,为243.1 MPa;周向波长和轴向波长均大于0.03 mm时,周向与轴向应力差值小于40 MPa,界面应力分布的均匀性较好。本文研究为涂层制备时的界面优化设计提供了理论基础。

摘要：为了降低柴油机的有害排放,对TBD234V12船用柴油机进行了大小增压器的相继增压系统设计和改造,并对原机增压与采用大小增压器相继增压后的柴油机进行对比试验研究,着重对该柴油机作为船舶主机推进特性工况下的排放进行测试.试验结果表明,在1TC-S和1TC-L二区相继增压比原机常规增压在相同工况下NOx和SOOT的浓度都有明显的降低,NOx最大降低64%,SOOT最大降低达76%,而且燃油消耗率有所下降,表明采用大小增压器相继增压是降低船用柴油机中低负荷排放的一种有效措施.

摘要：设计了TBD234V12柴油机大小涡轮三区相继增压控制系统。以西门子S7-300系列PLC为核心构建控制系统的硬件配置,用STEP 7软件编写控制程序来满足柴油机大小涡轮相继增压系统的控制要求,其主要控制参数为切换转速和切换延迟。用组态王(King View)软件设计控制系统的监控界面。经调试运行表明,基于PLC的柴油机大小涡轮相继增压控制系统安全可靠。