摘要：球形燃料元件是具有固有安全性的球床式高温气冷堆的核心技术之一。直径为6c m的球形燃料元件中含有1.2万个二氧化铀小核芯,这些直径500μm的小核芯外面包裹着4层不同材料,四层包覆燃料颗粒的直径约为920μm。满足反应堆需求每天要生产上千万个颗粒,每年几百批次,要求数以亿计的产品保持尺寸、球形度、密度、厚度、光学各向异性、强度等各个性能指标在设计范围之内,这是一项巨大的挑战。

摘要：电涡流位移传感器的载波信号和解调信号均为模拟处理信号，其测量和解调电路均会提高硬件电路复杂性和信号的不稳定性，并增大磁轴承系统的总体设计体积和功耗等。针对这一问题，该文设计了以调幅式电涡流位移传感器为基础的数字化电涡流位移传感器。利用现场可编程门阵列（FPGA）的数字输出信号设计传感器的载波信号，通过FPGA的软件设计对测量电路的输出信号进行数字化处理。该设计在有效降低电路设计复杂性和功耗的同时，提高了传感器测量的可靠性和精确性。

摘要：本工作涉及用于模块式高温气冷堆的超临界蒸汽发生器的设计参数。研究给出了传热管束的螺旋管结构设计方案和结构尺寸,并分析了其在超临界压力下的传热特性。热工水力分析计算结果证明,所设计的超临界蒸汽发生器能够满足传热和水力要求,且在设计工况下不会发生传热恶化。

摘要：为优化加速器驱动次临界系统（ADS）靶件束窗形状设计,该文研究了一类含黏性力的最速降线问题。采用变分法进行分析,最终需数值求解一组非线性积分方程。针对Newton迭代法在高黏性系数情况下难以获得收敛解且无法获得近似解的缺陷,提出一种最优化求解思路。通过数值试验比较了4种启发式最优化算法的计算效率,并选择粒子群算法与Newton迭代法作进一步对比。结果表明：在高黏性系数情况下粒子群算法计算效率优于Newton迭代法,并且粒子群算法在该问题上近似线性收敛。用最速降线取代半椭圆的束窗形状后,流动分离更晚且流道滞止区更小,有利于提升换热效率。

摘要：在对汽水分离装置中液滴运动过程中的相变现象描述和物理机理解释的基础上,结合压力变化条件下静止单液滴相变模型的基础和液滴运动模型,建立了单液滴运动相变模型。该模型给出了液滴运动过程中,由于流动阻力和局部结构改变造成压力降低,打破汽液相平衡而造成液滴的快速蒸发和汽液相平衡蒸发2个阶段的机理解释和数学表述,与已有结果和理论分析结果均较符合。该模型可以用于液滴在重力分离空间、旋风和旋叶分离器、波纹板分离器等汽水分离装置中运动相变过程中的分离效率计算,衡量液滴相变对汽水分离性能的影响,指导分离装置结构的优化设计。

摘要：反应堆压力容器(RPV)侧向支承是高温气冷堆地震风险的关键贡献物项,对于反应堆地震安全至关重要。本文确定了高温气冷堆RPV侧向支承的地震易损性变量,分析出易损性变量因子的合理取值,计算得到侧向支承的地震易损性曲线和高置信度低失效概率(HCLPF)抗震能力,挑选出易损性变量中的关键参数,并研究了RPV侧向支承HCLPF抗震能力对易损性关键参数的敏感性。结果表明,侧向支承的抗震能力明显高于设计基准地震动,易损性对于关键参数变异并不敏感。

摘要：空间核反应堆电源闭式Brayton循环一般采用氦-氙混合气体作为循环工质和反应堆冷却剂,设计者为选择合适的循环工质,需研究氦-氙混合气体配比成分变化对循环效率的影响。该文建立空间核反应堆电源闭式Brayton循环热力学模型,采用Fortran 95编程对其进行热力学分析,从绝热系数、回热器回热度、相对压损系数的变化分析了氦-氙混合气体摩尔质量变化对循环效率的影响。结果表明：绝热系数对循环效率的影响较小;回热器回热度越大,循环效率越高;相对压损系数越大,循环效率越低。由于氦-氙混合气体摩尔质量的增加,会降低空间Brayton循环压气机和透平级数,因此选择使回热器回热度达到最大时的配比成分He-8.6%Xe作为循环工质,在给定循环冷/热端温度为403K/1 300K的条件下,可以获得29.18%的循环效率。

摘要：非能动余热排出系统是模块式高温气冷堆(MHTR)实现固有安全性的重要保证。采用预应力混凝土压力容器(PCPV)代替钢制压力容器作为MHTR的一回路压力边界,对余热排出系统设计提出了特殊要求。本文研究提出了模块式高温气冷堆PCPV余热排出系统的设计方案,对余热排出系统的主要设计参数、结构特点和热工水力进行分析。该系统能够保证在事故工况下仅依靠自然循环实现堆芯余热的非能动排出。

摘要：介绍并对比弹性和非弹性“分析设计”方法中的主要方法,以反映分析设计方法的发展趋势。在工程应用上的基于弹性分析设计方法有:等效线性化方法、两步法、一次结构法、弹性补偿法和GLO SS R-N ode法。这些方法各有特点和局限性。基于弹塑性理论的分析设计方法回避了弹性方法中应力分类法的实现难点等局限性,并已被编入欧盟的设计标准和美国的A SM E规范。对一实例采用了不同的分析设计方法,结果表明,弹性和非弹性分析设计方法在应用过程和计算结果等方面都有较大的不同。压力容器的分析设计方法正逐步从弹性分析设计方法向非弹性分析设计方法方向发展。

摘要：屏蔽体尺寸和重量对空间核反应堆和核动力航天器性能有着重要影响,因而屏蔽设计优化是空间核动力系统设计的关键。本文以JIMO项目反应堆为对象,在铍-碳化硼-钨-氢化锂分层组合屏蔽方案的基础上,考虑到辐照剂量的径向分布,采用蒙特卡罗方法计算了负载处辐照剂量和氢化锂中子剂量,分析了屏蔽设计原理,并提出了分步优化方法以实现屏蔽优化。根据结果分析,调整了铍和碳化硼的厚度比例、钨半径及布置位置,获得了优化的屏蔽方案,在满足屏蔽要求的基础上质量减少了98.41 kg。提出的屏蔽方案及设计流程可为空间核电源屏蔽设计优化提供参考。