具有外套管的释热元件表面温度求解

为进行具有外套管的释热元件的性能分析，需准确计算元件包壳外侧的温度分布。由于套管结构内外均存在流体，传热情况较为复杂，因此本文基于传热基本方程和能量守恒关系，设计开发了专用的迭代算法和计算程序求解该结构温度分布，并采用典型算例，将计算结果与Fluent软件仿真结果进行对比。结果表明，本文程序计算结果与Fluent软件仿真结果的相对误差小于5%。基于本算法编写的程序模块与燃料元件性能分析程序相耦合，可提高燃料性能分析流程的独立性。     

压水堆环形燃料结构热工水力分析方法研究

以秦山二期压水堆为参考堆型,对压水堆环形燃料结构进行热工水力分析方法研究。应用SAAF程序分析了从11×11到15×15等5种不同排列方式中不同尺寸的环形燃料棒的热工水力性能,综合最小偏离泡核沸腾比、压降和燃料芯块温度等参数确定了环形燃料组件最佳排列方式为13×13。本文研究结果为相关专业分析提供了初始计算模型。     

燃料元件瞬态性能分析程序FTPAC验证及应用

为对事故条件下单棒燃料元件热工-力学响应进行研究,本工作开发了燃料元件瞬态性能分析程序FTPAC,主要包括温度模型、力学模型、内压模型和包壳氧化模型。采用FRAP-T6程序例题对FTPAC进行验证,并对NSRR和CABRI反应性引入事故试验的4根燃料元件进行计算。结果表明,FTPAC对未发生破损的燃料元件瞬态响应预测合理。     

压水堆燃料辐照性能多物理耦合并行分析程序开发

核燃料元件是反应堆的核心部件,其性能影响反应堆的安全性与经济性,利用燃料元件性能分析程序开展燃料堆内稳态辐照性能分析对于燃料设计及安全评价具有重要意义。通过开发燃料温度分布、变形计算、裂变气体释放及内压等模型,结合燃料元件热工-力学多物理耦合计算分析耦合方案,基于先进并行计算方法构建了高性能并行化燃料性能分析程序Athena。利用典型商用压水堆核电站数据及同类程序计算结果进行了程序初步验证,结果表明Athena程序计算结果合理可靠。通过定义堆芯功率及热工水力边界条件,程序能够并行开展压水堆全堆芯燃料辐照性能分析,提高燃料辐照性能分析效率,是数值反应堆原型系统（CVR1.0）的重要组成。     

轻水堆含钆燃料棒稳态辐照行为分析

国内外的压水堆燃料组件最新设计中,广泛采用钆燃料（UO₂-Gd₂O₃）作为可燃毒物来控制初始反应性和展平堆芯功率分布。钆燃料棒的性能与普通燃料棒存在较大差异,本文利用燃料元件性能分析程序FRAPCON-3.5对BR3堆内含钆燃料棒性能进行计算,并与实验测量值进行比较。结果表明：FRAPCON-3.5对含钆燃料棒的计算结果与实验测量值符合较好;含钆燃料棒在辐照初期强化了燃料棒自屏效应,对燃料的径向功率分布影响显著;在平均功率密度相同的情况下,燃料中加入钆会导致热导率降低,芯块温度升高;钆含量不同,裂变气体释放及燃料和包壳的变形略有差异。     

钼锝靶件辐照装置堆外自然循环实验研究

钼锝同位素辐照装置的堆外热工水力研究,对于确定靶件的辐照参数和辐照安全具有重要意义,相关结果可为靶件的设计验证和入堆辐照提供技术支持。本文针对自主研发的钼得靶件辐照装置,设计了堆外传热实验台架,开展了钼锝靶件辐照装置堆外传热验证实验,对比分析了不同热流密度、不同模拟靶件外径、不同辐照装置结构等条件下实验段的温度分布。结果表明,辐照装置内导流管的设计可有效提高装置的自然循环能力,证明了所设计辐照装置的安全性。     

SAWL焊管生产线数据采集及实时监控系统的研发

通过对SAWL焊管生产线工艺流程和控制要求的了解与分析,以技术实现的可能性和有效性为基础,利用工业以太网技术和OPC技术实现Win CC 7.0与PLC的数据通信,完成生产线数据采集与实时监控系统的研发;成功设计开发出生产现场物料分布状态的动态监控、设备启停机状态实时监控、设备关键参数实时趋势、设备参数报警等功能,并基于Web发布技术实现通过IE浏览器对系统的远程访问。     

小型反应堆环形燃料组件设计及应用研究

小型反应堆通常具有模块化、建造周期短以及部署灵活的特点，可作为清洁的分布式能源，在供电的同时还能够实现海水淡化、区域供暖、工业供热等多种用途。环形燃料具有内外双层包壳，其双面冷却的结构形式可以显著改善燃料传热条件，有助于减小堆芯体积、提升反应堆的安全性和经济性。环形燃料应用于小堆可以充分发挥其优势，符合我国核能发展战略。本文通过一系列的比对分析确定了适用于小堆的环形燃料组件设计方案，并根据力学性能分析结果初步实现了组件结构设计；通过对两种不同类型的小型反应堆堆芯的物理、热工、安全等分析，论证了环形燃料应用于小堆的可行性。研究结果表明，环形燃料在小型反应堆中具有良好的应用前景。