摘要：隔热套组件(简称隔热套)是核电厂反应堆控制棒驱动机构的主要部件之一,由于下端部受到喷射流体冲击,法兰与耐压壳发生接触磨损,导致承载能力和抗冲击能力下降,影响控制棒落棒功能。本文基于Archard模型,提出结构磨损特征时间和隔热套磨损微分方程,将结构磨损与运行工况参数及材料物性参数解耦,建立了适用于隔热套的静力学磨损分析模型,得到了沉降高度随结构磨损特征时间变化规律。计算结果表明,对于华龙一号机组驱动机构,其隔热套结构安全运行寿命最长时的倾角为22.6°。通过给出剩余运行寿命与沉降高度对照曲线,为核电厂运行单位提供了隔热套更换评价方法与磨损缺陷处理方案。

摘要：自感式棒位探测器利用探测线圈电感随驱动杆位移的变化特性实现连续棒位测量,但实际探测线圈端部磁场的非均匀分布致使探测器端部的输出信号表现为非线性,降低了端部位置的测量精度。为此,本文提出一种在探测线圈两端绕制阶梯型补偿线圈的多目标优化设计方法:(1)建立端部补偿线圈电感数学模型;(2)采用多目标粒子群优化(MOPSO)算法对补偿线圈结构进行多目标优化;(3)利用熵权法和模糊综合评价法对多个优化目标客观赋权并进行综合评价,选取一组折中最优设计方案,从而快速有效地确定补偿线圈的最优结构参数。通过有限元仿真对比补偿前后结果,发现经过端部补偿后,不仅电感灵敏度提高了28.6%,最大线性拟合误差也降低了45.8%;最后,进行样机实验,结果显示端部补偿后的探测线圈电感灵敏度为0.18 mH/10 mm,最大线性拟合误差小于0.18 mH,可实现10 mm的测量精度,验证了端部补偿线圈多目标优化设计方案的有效性。本文为其在模块化小型反应堆中的应用提供了优化设计理论基础。

摘要：以双层隔振系统为研究对象,建立双层隔振系统的三维有限元模型。在给定的刚度范围内,单独改变设备隔振器刚度值或者底座隔振器刚度值时发现,任意一层隔振器刚度的变化对各级隔振均产生一定的影响。从底座隔振器与设备隔振器刚度比的角度出发,对两层隔振器的刚度进行适配,研究结果表明:在刚度适配时,可能出现振动传递过程中振动放大的情况;当刚度比相同时,在刚度值较小的工况下传递到底座上的振动加速度级比刚度值较大的工况小,同时其整体隔振效果也更好;在所计算的工况中,最优刚度适配工况下的整体隔振效果比最差刚度适配工况提高9.8 dB,传递到底座的振动加速度级降低12.3 d B,辐射声功率级总值降低12.8 dB。

摘要：本文旨在分析材料在不同循环载荷作用下的棘轮演化规律,以指导核电站关键部件的寿命预测及结构完整性评价。针对国产反应堆压力容器用16MND5锻造贝氏体钢,在350℃下开展一系列对称和非对称应力控制试验,研究了应力幅和平均应力对棘轮行为的影响。结果表明:该合金在对称与非对称应力循环载荷下均表现出棘轮效应。应力幅值和平均应力的增加降低了疲劳寿命。循环演化表现出初始循环硬化,然后循环软化,最后加速软化。相同应力幅下,平均应力的引入促进了软化。棘轮应变不随拉伸平均应力的增加而单调增加,存在一个最不利的平均应力导致棘轮-疲劳交互最为明显。断口形貌分析表明,根据应力水平的大小,试样可分为疲劳失效和发生较大塑性应变的棘轮失效。

摘要：为实现燃料组件下管座的冷却剂压降、异物过滤和结构承载等多种性能的综合提升,本研究提出了一种多目标优化方法。该方法以冷却剂压降和异物过滤效率为目标,优化下管座的关键尺寸参数,并以六边形下管座为例开展了尺寸优化研究。结果表明,采用该方法下管座的冷却剂压降和异物过滤的优化幅度分别达到12.5%和6.3%,并且优化后的最大应力同步降低14.0%,性能提升效果显著。本研究建立的多目标优化方法具有通用性,能够适用于其他类型下管座的结构优化以提升其综合性能。

摘要：超临界水冷堆(SCWR)具有热效率高、结构简单等技术优势,是第四代核能系统国际论坛推荐的6个堆型之一。本文首先回顾了SCWR的包壳设计要求和主要性能挑战,然后对经过较多测试的商用候选包壳材料的均匀腐蚀、应力腐蚀及辐照性能进行了回顾。铁素体/马氏体(F/M)钢、奥氏体不锈钢及镍基合金均存在某方面的性能不足。最后,介绍了近年来新兴的SCWR候选包壳材料,包括新型含铝奥氏体不锈钢、氧化物弥散强化钢、梯度材料及其他组织改进技术的研究进展。

摘要：为定量研究钠热管轴向热阻分布特性及径向传热特性,开展了钠热管启动过程中轴向传热及稳态径向传热实验。结果表明:启动过程中加热功率对轴向传热等效热阻的影响显著,随着功率的增大,其轴向传热等效热阻先减小后趋于平缓;在低倾角工况下,轴向传热等效热阻显著增大,倾角较大时其影响较小;温度在350℃以下时,蒸汽处于自由分子流状态,汽液界面热阻可达10^(-4)(m^(2)·K)/W的量级,而更高温度下的蒸汽处于连续流状态,汽液界面热阻仅为10^(-6)~10^(-5)(m^(2)·K)/W;热管固液界面上存在可能由氧化层导致的传热热阻,量级为10^(-4)(m^(2)·K)/W,在低温下该热阻占热管径向传热总热阻的60%左右,其随温度的升高略有增大,在650℃时可达总热阻的80%。

摘要：为保证安全级DCS系统响应时间测试的充分性,需确定测试样本量,以评定响应时间在给定置信度下不超过限值的概率。通过对安全级DCS系统响应时间特性进行分析及模型仿真,以及对仿真和实测数据进行检验,明确了响应时间符合正态分布特性。基于响应时间的正态分布特性和不超过某一规范限值的要求,提出了通过计算测试数据的可靠度置信下限,并比较其是否大于要求的可靠度置信下限来判断测试数据的充分性。最后,利用非中心t分布并参考相关标准,给出了方程求解法和查表法两种确定响应时间测试样本量的方法,并在工程实践中进行应用。结果表明,该分析方法具备在工程实践中应用的可行性。

摘要：DCS系统是核电站的关键控制系统之一,软逻辑功能测试是确保其可靠性和安全性的重要环节。传统的人工编写该测试用例通常耗时较长,本文提出利用Python编程语言,结合DCS逻辑验证规则,自动生成测试用例,从而提高测试效率。该方法通过解析设计输入pdf文件的坐标信息,识别设备功能块和引脚,递归遍历坐标信息,识别逻辑功能块类型和点类型返回树形数据,并仿照机器学习搭建多个小模型推演逻辑,最后根据用例编写规则生成符合DCS逻辑验证规则的测试用例。该方法可有效缩短用例编写时间。然而,递归解析过程中逻辑数据分析清晰性和验证全面性是需要解决的难点。本文的研究为DCS系统的自动测试提供了新的思路和方法。

摘要：热管作为一种将蒸发和冷凝相结合的高效传热元件,被广泛应用于核能和航空航天等领域。热管若发生间歇沸腾将造成温度波动,进而影响整个热管冷却反应堆的安全。针对钠热管在不同充液量的情况下间歇沸腾的换热特性开展实验和理论的研究。实验方面,搭建了高温钠热管加热的实验台,研究了以液态金属钠为工质的热管在不同的液面深度和不同的丝网目数下其蒸发段的换热特性。理论方面,在实验数据的基础上,分析了不同充液量、不同丝网目数的对蒸发段换热系数的影响,并提出了钠热管在单相对流区和间歇沸腾区的蒸发段换热系数的模型。结果表明:热管发生间歇沸腾时,其换热性能要远低于正常运行时的换热性能。