摘要：高温气冷堆核电厂采取多个反应堆模块匹配1个汽轮机的设计方式,即1台高温气冷堆机组会包含多个反应堆模块,这使多个高温气冷堆模块在地震外部事件下存在明显的相关性,因此在利用概率风险分析方法来全面地识别和评价高温气冷堆的地震风险时,需要从机组的角度充分考虑和模化机组内多个反应堆模块间的相关性。高温气冷堆示范电站已完成了较为完整的单模块地震概率安全分析,本文将以该分析结果为基础梳理出高温气冷堆多模块地震概率安全分析的关键技术要素并进行研究,研究内容包括多模块事件序列建模和地震相关性失效评价等关键技术,并针对多模块高温气冷堆提出了应用策略。然后以双模块设计的高温气冷堆示范电站为对象,以地震导致丧失厂外电始发事件为代表,对多模块高温气冷堆地震概率安全分析进行了实例分析获得远低于概率安全目标的释放类频率,且分析得到了高温气冷堆多模块事件序列建模策略与地震相关性失效的评价路线可行这一重要结论。

摘要：为验证核电厂发生地震外部事件时的电力安全,需要对蓄电池组进行抗震鉴定试验。本文以高温气冷堆(HTR)核电厂安全级蓄电池组为研究对象、以安全级蓄电池组抗震鉴定试验数据和工程经验为基础,通过识别、量化蓄电池组的地震易损性变量,并应用基于试验的易损性分析法推导出地震易损性曲线和高置信度低失效概率(HCLPF)抗震能力。研究结果表明,安全级蓄电池组的抗震能力远高于核电厂设计基准地震动需求。

摘要：针对常用多群截面数据库所使用的文本格式或二进制格式存在的缺点,本文设计了HDF5格式分层存储核数据。基于评价核数据加工处理程序NJOY2016,本文开发了核数据处理模块AXER,对NJOY2016程序加工得到的GENDF格式数据处理来产生HDF5格式的多群截面数据库AXELIB。本文同时开发了PyNjoy2016系统,并使用AXELIB进行了各种数值计算,计算结果与OpenMC程序的进行对比,证明了核数据处理方案的可靠性和加工得到的AXELIB的准确性。研究表明:评价数据库的版本会对数值计算结果产生较大影响,本文方法既保留了二进制格式占用内存空间小读写速度快的优点,又能方便用户进行数据查看。

摘要：超高温气冷堆耦合碘硫循环制氢是一种极具发展前景的核能制氢技术。本文提出了一种基于超高温气冷堆的新型氢电联产系统,采用碘硫循环和氦气透平循环来制氢和发电,建立了能量分析的热力学模型,分析了氦气透平循环总压比和反应堆出口温度对系统性能的影响。然后本文以系统氢电效率最大为目标,在总压比、反应堆入口温度、系统净输出功等参数的约束条件下,对系统进行关键参数优化,并分析了反应堆出口温度对优化结果的影响。结果表明:950℃、1000℃、1050℃三种反应堆出口温度下,建议的氦气分流比控制范围分别为0.031~0.750、0.112~0.750、0.181~0.750,对应的产氢率变化范围分别为17.4~295.6 mol·s^(-1)、61.4~298.0 mol·s^(-1)和96.5~299.8 mol·s^(-1)。

摘要：利用Fluent软件对模型实验台架的两支路工况进行了数值模拟,该实验台架用于高温气冷堆核电站示范工程(HTR-PM)的堆芯出口混合结构的设计验证。通过利用模拟计算所得的温度、压力以及流速分布与模型实验台架所得到的实验结果进行对比分析,进一步确定了模拟计算的各种设置,包括边界条件、湍流模型以及求解算法等。利用Fluent软件并根据相应的设置,对HTR-PM的堆芯出口混合结构的两支路工况进行了计算分析。结果表明,两支路工况下,HTR-PM的堆芯出口混合结构可满足高热混合效率和低压降的要求。

摘要：氦气压气机是高温气冷实验堆氦气透平发电系统的关键部件,其气动性能直接影响系统发电效率。氦气压气机径向间隙和轴向间隙对其气动性能有重要影响。该文以氦气压气机模型级为研究对象,采用试验验证过的数值计算方法,研究了叶顶间隙与轴向间隙对压气机气动性能的影响和机理。分析结果表明:减小叶顶间隙会减小泄漏流、回流、二次流,能够提高压气机的压比和效率,当间隙小于0.3mm(叶高的2%)时尤其明显;动叶的偏离设计点的轴向移动会降低压气机的效率,可允许的轴向间隙变化范围为±1.0mm。该研究结果揭示了叶顶间隙与轴向间隙对模型级的影响,可为氦气压气机整机气动性能的研究与优化提供依据。

摘要：针对高速磁悬浮飞轮转子的不平衡问题,提出了一种在力自由不平衡控制下的在线动平衡方法,用空气环境下低转速的在线动平衡替代真空环境下的高转速在线动平衡,以实现兼顾高效率和高精度的在线动平衡。通过分析磁悬浮转子系统的不平衡模型和比较各不平衡控制模式下校正质量的求解方法,得出在力自由控制模式下,磁轴承的同频控制电流为零,电磁力在线性化范围内仅是转子位移的线性函数。因此根据转子的同频位移响应可解算动平衡校正质量。通过所设计的磁轴承力自由不平衡控制器使转子绕其惯性主轴旋转,获得了转子同频位移响应。由于系统参数的理论值与实际值存在一定误差,通过一次试重对转换系数矩阵进行了校正。实验结果表明,通过一次试重校正转换系数矩阵,再经过两次试转后即可实现高精度动平衡。另外,转子轴心轨迹显著减小、转子两端同频位移响应分别下降了77.29%和94.14%;在真空环境下,试验转子升速至500Hz时,转子的运行状况与低速状态一致,进一步验证了本文提出方法的有效性。

摘要：更准确地模拟球床式高温气冷堆堆芯温度分布,是反应堆安全分析尤其是超高温运行研究中的关键问题之一。由于堆芯球流运动具有不确定性,石墨块和碳砖等结构材料采用散体布置,堆内冷却剂流道复杂,对热工水力准确模拟造成困难,可进一步优化。本文结合HTR-10的结构特点和流道特征,简要分析了堆芯传热过程,说明了在热工模拟中准确划分结构和流道对获取更精确的堆芯温度分布的重要意义。详细梳理了冷却剂流动路径,改进了在THERMIX程序下建立的HTR-10原有热工分析模型,更合理地模拟了堆芯冷却剂漏流行为,使得模型对堆芯冷却剂流动和传热过程的描述更准确。与试验数据对比,改进后的模型对堆芯外围系统的温度分布模拟准确性显著提升。计算结果表明,反应堆在额定设计工况下满功率稳态运行时,燃料和反射层最高温度均未超过材料的耐热限值。

摘要：2005年,美国Grassmere动力公司提出了一新型的空间推进概念——基于尘埃等离子体的裂变碎片火箭发动机(FFRE),NASA的NIAC项目2011年支持了这一概念的研究。其设计将裂变反应堆置于磁镜装置中,堆芯为磁约束的含铀尘埃等离子体,尘埃颗粒为半径100nm,高速裂变碎片从堆芯中逃逸,反冲产生推力,比冲理论上可达几百万s。本文将详细讨论FFRE中的物理过程,基于蒙特卡罗方法的MCNP和SRIM程序,模拟计算反应堆临界质量和裂变碎片的输运过程;基于热峰模型,计算尘埃颗粒温度的变化。反应堆设计的优化结果是使用氧化铍作反射层,氧化锎尘埃等离子体作核燃料,受磁场约束,碎片逃逸率可超过60%。

摘要：C形换热器是第三代反应堆非能动余热排出系统中的主要设备。为研究其一、二次侧流动传热耦合特性,本文建立了C形换热器全尺寸物理模型,进行了不同结构参数和热工条件下的数值模拟研究,获得了一次侧流场的温度、速度、压力分布以及传热管间的流量分配变化规律,分析了进口流量、进口温度、进口位置等对流量分配和流动阻力分布的影响,以及浮升力和惯性力对流量分配的影响机理。结果表明,流量分配不均主要由热虹吸现象导致,且进口管道位置对于流量不均匀性的改善不明显。