高稳高效海上风电安装平台关键制造技术研究

海上风电作为可再生清洁能源之一,受到世界各国的高度重视与大力发展。我国将海上风电提升至解决能源危机、减缓气候变化、调整能源结构的国家战略高度,到2030年我国单位国内生产总值二氧化碳排放将比2005年下降65%以上,非化石能源占一次能源消费比重将达到25%左右。安装平台不足将是我国海上风电场无法如期建成投产的主要障碍。对自升自航式海上风电安装平台系列高端装备及其设计制造的三大技术难题——腿站立作业易“失稳”、大平台大跨距大倾覆力矩自升易“失控”、高空吊装巨型叶片逾百螺栓精准定位易“失准”,以及焊缝缺陷修复和局部裂纹损伤的激光锻造修复再制造进行了介绍,研制的具有不同规格的系列装备在中国、英国、丹麦、德国等国家的著名海上风电场建设应用情况良好。     

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。     

垂直管内气液两相逆流极限管径效应实验

在压水堆安全性分析中，需准确预测气液逆流极限（CCFL）工况下两相流动关系。本文采用水下淹没排气的实验方法，对相同管长不同管径垂直管的CCFL特性进行可视化实验，并对垂直管CCFL关联式模型进行分析，主要结论有:①在CCFL工况下垂直管内流型为环状流动；表观气速较大时，大管径管内液膜呈搅拌状，小管径管内液膜呈波动状；随表观气速减小，均转为液面光滑的自由降膜流动；②Wallis数模型过度关联了管径变化对垂直管CCFL特性的影响；Kutateladze数和Froude-Ohnesorge数模型也不能良好关联垂直管CCFL特性的管径效应；③提出了新的CCFL无量纲参数和相应的实验关联式，由此可使垂直管CCFL特性的管径效应得以统一表征，还可以关联物性参数变化的影响。      

基于JMCT秦山核电厂一期反应堆屏蔽计算与分析

秦山核电厂一期的运行时间已超过三十年，该反应堆为我国核反应堆建造、运行、延寿乃至退役，提供了丰富的实测数据，为我国新一代反应堆核电厂—华龙一号的设计、建造、运行、维护提供了宝贵的参考数据。本文利用秦山核电厂一期反应堆压力容器的母材段、焊缝段及主管道测试数据，对自主研制的三维中子-光子-电子输运蒙特卡罗软件（JMCT）进行实验验证，模拟结果显示，JMCT软件屏蔽计算具有很高的模拟置信度，计算分辨率超越商业软件1~2个量级。      

基于简单开式布雷顿循环的热管反应堆系统功率质量比影响因素初步探索

基于简单开式布雷顿循环的热管反应堆系统具有结构简单、固有安全、放射性泄漏风险低等特点，是小型可移动反应堆的潜在优势技术选项，其功率质量比是评价总体方案先进性的重要指标。本文以5 MW热管反应堆为研究对象，建立包含热管反应堆与开式布雷顿发电装置的方案功率质量比评估模型，对多种关键参数对总体指标的影响规律进行了探索。研究表明功率质量比随热传导途径上温差增大而先提高后降低，最优值则与堆芯基体最高温度限值正相关。在给定温度限值条件下，热管反应堆电源系统内热量传输途径上温差设计是热管反应堆优化设计的关键因素。未来可进一步细化模型，对压气机、涡轮、热管等进行更详细建模，提高模型准确程度。      

高温钠热管传热性能试验研究

为获得高温钠热管传热性能，开展真空条件下钠热管启动性能和等温性能试验，获得了钠热管真空条件下启动速度与等温性能数据；开展强制冷却工况条件下传热性能试验，获得了钠热管声速限特性与试验工况下的最大传热功率。经试验验证，所研制高温钠热管在真空条件下，580 ℃时完全启动，启动用时20 min，轴向壁面温差低于11 ℃，等温性能良好；钠热管传热功率在工作温度为500～650 ℃时受声速极限限制，在650 ℃以上受携带极限限制；在750 ℃和850 ℃时，测得热管最大散热功率分别为4.78 kW与8.02 kW，对应的最大轴向热流密度分别为1.51 kW/cm²与2.53 kW/cm²。试验结果表明，所研制钠热管具有较强传热能力，可满足热管式核反应堆等工程应用需求。     

复合管膜的润湿性及过滤污水机理

为了研究多孔复合管膜对钢铁产业污水的过滤性能及其过滤机理，采用静滴法做了水滴和油滴在复合管膜上的润湿性研究。采用扫描电镜、EDS等手段分析了使用前后的多孔复合管膜外壁及内壁的结构及成分，分析了含油污水中固体颗粒及油的过滤机理，并利用视频光学接触角测量仪测量水滴和油滴在复合管膜上接触角随时间的变化速率。结果表明，在污水过滤过程中，水中小于管膜表层微孔孔径的氧化铁等杂质进入复合管膜内部，无法随水流穿过复合管膜膜层，积累在管膜内部；随着管膜使用时间延长，氧化铁等杂质在复合管膜内部积累量增多。水在复合管膜上的润湿性良好，油滴在复合管膜上是不润湿的。     

Experimental study of hydrogen explosion in repeated pipe congestion – Part 1: Effects of increase in congestion

Experimental studies were conducted with the objective of gaining a better understanding of the potential explosion hazard consequences that could be associated with a high-pressure leak from a hydrogen vehicle refuelling system. The first part of the study, described in this paper, was a series of experiments designed to establish hydrogen–air explosion overpressures in a well-defined and well understood 3 m × 3 m x 2 m (high) repeated pipe congestion. The results of the experiments are discussed in terms of the conditions leading to the greatest overpressures. It is concluded from the study that stoichiometric ratio in the range of 1.2–1.3 gives highest overpressure. Moreover, it was observed that increasing the congestion from 4-gate to 9-gate congestion leads to significant increase in the overpressure. In addition, it was concluded that, explosion in a hydrogen-air mixture is significantly more severe than the explosion in an ethane-air, methane-air or propane-air mixtures. This is attributed to higher laminar flame speed of hydrogen-air mixtures.     

基于多视图立体视觉的沙堆三维尺寸测量研究

利用从运动中恢复结构方法(SFM),提出了一种基于多视图立体视觉的沙堆三维重建及三维尺寸测量方法。首先根据SFM方法的求解不稳定特点,结合光束平差法对SFM求解过程进行分析及优化;其次针对SFM重建结果为稀疏点云的问题,利用基于面片的稠密重建算法重新生成稠密的三维点云,再利用泊松算法对密集点云进行三维曲面重建;最后获得模型的三维尺寸信息。对某建筑工地的沙堆进行了三维尺寸的测量实验,实验结果验证了该方法的有效及可行性,提高了重建能力及精度,同时考虑了目标实际测量误差与重建误差,能够满足实际智能测量的应用需求。