TMSR-SF球床随机堆积结构的离散元模拟

中国科学院上海应用物理研究所设计的10 MW固态燃料钍基熔盐实验堆(Thorium-based Molten Salt experimental Reactor with Solid Fuel,TMSR-SF)是一种球床型氟盐冷却高温堆,其三维球床随机堆积结构对于堆芯反应性变化和换料分区方案以及热工水力分析中的流动传热都具有重要的影响。为了研究TMSR-SF堆芯球床随机堆积规律,基于PFC3D(Particle Flow Code 3 Dimensional)程序,分别计算并分析了填充颗粒球大小、颗粒间摩擦系数以及填充颗粒球数对球床稳态堆积结构的影响。结果表明:填充直径小的颗粒球,可使球床孔隙率振荡减弱,有利于堆芯功率密度分布的展平;通过减小颗粒间摩擦系数能较好地模拟振动压实效果,压实过程中颗粒间摩擦系数与稳态堆积球床孔隙率和配位数满足负指数关系。当填充颗粒球数超过约8 000个后,球床平均孔隙率和配位数变化趋于恒定,分别稳定在0.43和5.6左右;此时颗粒球数量对球床稳态堆积结构的影响降至最低,可被用来代替满装堆时的球床用于TMSR-SF自然循环的热工水力数值分析,达到节省计算资源的目的。本研究对理解TMSR-SF堆芯球床结构特性与堆积规律具有参考价值。     

镍基合金压力容器环形焊缝残余应力数值模拟与失效应力分析

根据英国结构完整性评估标准BS7910(2013),考虑焊接残余应力影响,采用失效评估图(Failure Assessment Diagram,FAD)方法对镍基合金压力容器焊接部位内表面裂纹进行安全评估。首先采用有限元分析(Finite Element Analysis,FEA)方法,对压力容器V型、X型坡口环焊缝多层多道对接焊进行数值模拟,获取焊接残余应力分布,并将V型坡口对接焊焊接残余应力曲线与BS7910(2013)标准残余应力分布进行了对比;其次,对BS7910(2013)1级-FAC曲线进行公式化简,在焊接位置考虑残余应力、应力集中、塑性失效因子三因素的影响,对轴向内部半椭圆裂纹进行了失效应力预测。结果表明:残余应力的分布直接影响计算结果,残余拉应力越大,相应失效应力越小;残余应力值和裂纹深度a保持不变,失效应力计算结果随c/a(c为裂纹半长)增大而减小;当c/a比值不变,失效应力值随着a增大而减小。本文焊接残余应力模拟即及失效应力预测方法为以后含缺陷压力容器及管道失效应力计算(寿命预测)提供一定的参考。     

SSRF活动光子挡光器的模拟与实验结果比较

介绍了上海光源插入件光束线前端区高热负载元件活动光子挡光器热缓释设计的数值模拟和实验结果.数值模拟与实验测量结果在10℃的误差范围内一致,且数值模拟结果都高于测量值.测量结果证明了挡光器热缓释设计中采用的数值模拟方法在直接冷却高热负载部件的应用中的可靠性和安全性.     

HYSYS软件在反应堆系统仿真中的应用探索

系统仿真软件可以模拟运行工况变化对系统整体运行带来的影响,在系统瞬态分析和安全研究中起着重要的作用。Aspen HYSYS软件是世界知名的油气过程仿真和优化的系统软件,具有强大的二次开发功能,可以用于反应堆系统仿真。在植入熔盐物性、修改熔盐换热模型的基础上,建立并调用点堆模型的动态链接库,尝试将HYSYS与点堆耦合起来,弥补HYSYS无法对熔盐堆等反应堆进行仿真的缺憾。在此基础上,对中国科学院上海应用物理研究所的熔盐堆设计进行了系统仿真,给出了熔盐堆在不同的运行工况下的系统响应分析结果,并与RELAP5仿真结果进行比较。结果表明,耦合程序有较高的可用性,能够达到预期的效果。     

同步辐射晶体单色器晶体热应变的模拟与实验结果的比较

报道了同步辐射装置光束线关键部件之一的晶体单色器晶体热应变的ANSYS有限元模拟结果,并与实验结果进行了比对,模拟结果在实验误差范围(约士15%)内与实验数据符合,证明了模拟结果的可靠性.     

变形晶体X射线分光性能的数值模拟

通过有限元软件计算同步辐射晶体单色器分光晶体的变形,确定晶体倒格矢的改变量,按变形晶体光学理论预测变形晶体的Darwin宽度,建立一套预测直接水冷却晶体单色器分光性能的方法。算得直接水冷晶体子午方向Darwin宽度展宽为4.12μrad,与采用晶体表面变形倾斜误差计算值(3.89μrad)相比更接近实验值(5.0μrad)。     

熔盐圆管内湍流对流换热实验研究

本文依托高温熔盐(High Temperature Salt,HTS)热工实验回路开展了硝酸盐(KNO3-53%,NaNO2-40%,NaNO3-7%)熔盐圆管内的强迫对流换热特性研究,通过威尔逊修正法获得了熔盐在圆管内充分发展湍流的对流换热系数,将实验结果与公开文献中的5种熔盐的实验结果合并后拟合,获得10 000Re50 000和4Pr26范围下适用于高温熔盐工质的管内充分发展湍流的实验关联式。另外,为验证熔盐的换热特性是否仍然符合经典关联式的换热规律,将不同种类熔盐工质与经典关联式Dittus-Boelter关联式、Sieder-Tate关联式、Hausen关联式以及Gnielinski关联式进行比较分析,实验结果与经典关联式符合得较好,偏差在25%以内。     

板翅式换热器新型翅片换热特性数值模拟研究

为提高双熔盐板翅式换热器的紧凑度和热工水力性能,对新型翅片(流线型及改进流线型)的热工特性开展数值模拟研究。在熔盐工质下与传统矩形翅片相比,流线型翅片换热系数提高了3.6%~6.7%,综合性能指标平均提高2%,且高流速工况下换热能力有较大提升;改进流线型翅片的压损,较矩形翅片减少了6.2%,比流线型翅片减少了12%;在水工质下,各型式翅片综合性能指标与熔盐工质时相比均有较大幅度的提升,但新型翅片相比传统矩形翅片不再具有优势,流线型翅片型式具有在熔盐介质的独特适用性。     

熔盐堆非能动余热排出系统空气冷却与水冷却方案比较分析

以美国10 MW熔盐实验堆(MSRE)为研究对象,设计空气冷却和水冷却2种非能动余热排出系统。通过建立相应的数学模型,采用C++语言编程,分别对系统的主要特性进行研究,并对2种系统的运行特性进行比较分析。结果表明,虽然空气冷却和水冷却均能满足系统的排热要求,并能形成稳定的自然循环,但从长期冷却性能方面看,空气冷却方案的综合性能更好。     

Al_2O_3样品制备技术及~(26)Al的AMS测量

报道了用于加速器质谱计2 6 Al分析的Al2 O3的制备流程及2 6 Al的测量过程。制备的空白样品2 6 Al/ 2 7Al比值 <10 - 13,显示出同量异位素2 6 Mg干扰小。制备流程是成功的。