热管堆固态堆芯典型栅元设计优化

热管堆固态堆芯设计是影响堆芯传热性能和结构完整性的关键问题。为避免固态堆芯设计中间隙热阻导致的温度和应力过大，本文建立了四种堆芯典型栅元的三维热力学模型，对不同填充物下间隙尺寸和栅元截面尺寸等关键参数进行了优化分析。结果表明，尽管高热导率的液态钠填充装配间隙能够有效降低燃料包壳和芯块温度，但热应力反而可能增大；圆管插入液态钠方案的热力学性能最优；固态堆芯方案中，六角管拼接氦气填充方案的热力学性能最优。      

自然循环条件下蒸汽发生器倒U型管流量分配特性研究

以欧洲压水堆热工实验装置（PWR PACTEL）一回路系统蒸汽发生器为研究对象，首先，基于流体一维流动模型的质量、动量和能量守恒方程建立管道进出口压降以及传热与流体流量之间的关系；其次，以遗传算法为基础开发倒U型管蒸汽发生器流量分配计算程序，采用基准实验对程序正确性和可靠性开展验证；最后，利用流量分配程序计算蒸汽发生器倒U型管管组的流量分布情况，研究管高、管长以及一/二次侧换热系数对蒸汽发生器内流量分配的影响。结果表明，所开发流量分配程序计算结果与实验吻合良好；在选定的自然循环工况下，该蒸汽发生器中长管更易发生倒流，且倒流现象呈现分布范围广、单管流量低的特点；倒U型管内正流流速与管长成反比，与管高成正比，倒流流速随着管长的增加保持不变，与管高呈反比关系；传热系数较低时，总流量与传热系数成反比关系，当传热系数高于特定值后部分管内发生倒流，总流量骤降。      

固态热管反应堆模拟装置热工水力特性分析

热管反应堆具有小型化、结构简单、固有安全性高等优势，有着广泛的应用前景和研究意义。本文采用CFD方法对热管反应堆模拟装置进行了稳态工况下的热工水力特性分析，并与实验结果进行对比。结果表明，热管各测点温度相对误差不超过5.5%，温差发电器热端各测点温度相对误差不超过3.1%，证明了该模型方法的可行性和正确性。本研究为热管反应堆的数值模拟提供理论指导与方法支撑。     

微型有机工质冷却核反应堆概念研究

为了对有机工质冷却核反应堆概念进行研究，本文首先分析了有机工质作为反应堆冷却剂和慢化剂的重要特征和关键技术问题，以及主要有机工质冷却核反应堆技术方案，在此基础上，开展了5 MW微型堆芯中子学特性研究。研究结果表明，在相同堆芯布置条件下，有机工质冷却核反应堆慢化剂温度系数绝对值小于压水堆，功率分布更加平坦。本文研究成果可以为我国正在大力发展的多用途微型核反应堆电源及供热系统技术路线选择提供重要参考。      

NECP-X程序中基于全局-局部耦合策略的非棒状几何燃料共振计算方法研究

基于NECP-X程序中已经研发的全局-局部耦合共振计算方法，研究了针对非棒状几何燃料的共振计算方法。首先，采用中子流方法计算真实问题的丹可夫修正因子，以处理全局的空间效应；其次，基于丹可夫修正因子等效获得小规模问题周围慢化剂的几何信息；最后，对于小规模问题燃料区的有效自屏截面的计算采用共振伪核素子群方法。将该方法应用于非棒状几何燃料数值计算，结果表明，该方法在处理非棒状几何燃料栅元的共振计算时，与蒙特卡罗结果程序相比，微观吸收截面偏差不超过1.8%，无限介质增殖因数偏差不超过110 pcm（1 pcm=10-5），具有较高的计算精度；在大规模问题的计算中，基于板状燃料的JRR-3M实验堆全堆在整个燃耗过程有效增殖因数偏差均在300 pcm左右，组件功率偏差在整个燃耗过程不超过0.62%。因此，本研究提出的共振计算方法具有较高的正确率和精度。      

锆-4在冷却水中的骤冷沸腾传热实验研究

为了研究锆-4在冷却水中的骤冷行为与沸腾传热特性，本文采用可视化方法，并测量了锆-4在骤冷过程中的温度变化。基于一维导热反问题求解，计算得到锆-4表面的热流密度和温度。在骤冷过程中锆-4会依次经历膜态沸腾、过渡沸腾、核态沸腾以及单相对流换热4个阶段，并且分析了轴向高度和冷却水过冷度对骤冷行为以及沸腾传热的影响。结果表明，随着过冷度的增大，骤冷时间减小，最小膜态沸腾温度增大，并且核态沸腾与过渡沸腾传热受加热表面局部特性影响显著，并建立了锆-4表面最小膜态沸腾温度的关系式，对反应堆的安全分析具有重要的意义。      

基于CFD的铅基快堆单盒燃料组件堵流事故分析

铅基快堆在运行过程中产生的腐蚀产物有可能会在堆内沉积，导致堵流事故的发生。基于计算流体力学（CFD）软件 Ansys Fluent 分析了不同堵块面积、堵块厚度、堵块类型以及堵块位置对堵流事故中传热以及流场性质的影响规律。结果显示，堵块面积的增加会增加回流区域面积，使得温度回落更慢，传热恶化显著；堵块厚度的增加将导致冷却剂和包壳最高温度上升，极易导致包壳损坏；多孔介质堵块内冷却剂以较低流速通过，缓解了堵块造成的影响，其危害小于实心堵块；堵流发生在组件活性区中部与发生在活性区出、入口相比所造成的局部温升更加明显，危害更大。      

HFETR热功率测量系统误差分析

本文针对HFETR热功率自动测量系统,详细介绍了该系统的测量方式、组成和原理,在某炉段满功率运行和连续冷却两种工况下对相应的热功率计算误差进行分析,得到最大相对误差值为0.59%,一个运行周期的积分功率最大相对误差值为0.66%。本文分析了测量仪表精度对热功率计算的影响。研究表明,HFETR的热功率测量系统精度符合设计要求,满足反应堆安全运行的需要。     

基于评价函数和BP网络的CRDM滚轮状态评估方法

针对采集的控制棒驱动机构（CRDM）振动信号中存在非平稳、强噪声失真信号，提出一种基于评价函数和误差反向传播（BP）网络的CRDM滚轮状态评估方法。信号经半软阈值去噪、局部均值分解（LMD）提取特征向量，特征向量组成的样本集经BP网络进行状态识别，引入评价函数对状态识别结果进行评价，依据评价结果进行失真样本剔除，保留新形成的样本集进行状态识别。结果表明，基于评价函数和BP网络的CRDM滚轮状态评估方法能有效对滚轮缺陷状态进行识别，解决了控制棒驱动机构滚轮状态难以进行准确识别的问题。