钠冷快堆超导钠泵建模与性能研究

为克服钠冷快堆机械式钠泵机械磨损、噪声大、泄漏以及普通电磁泵流量小、扬程小等问题，提出了大流量鞍型磁体的电磁泵作为驱动钠循环的主泵设计方案。对其结构进行了研究并建立了相应的数学模型，利用Matlab编写程序进行了不同电流、磁感应强度和温度条件下泵的扬程、流量和效率的性能研究。结果表明，扬程随通道宽度的增加、电流的减小、磁感应强度的减小而减小，效率随电流的减小、磁感应强度的减小而减小，温度高于400 ℃时由于接触电阻的降低可使效率提高，鞍型超导钠泵的流量可由电流、磁感应强度控制，但较为实用的是电流控制。该研究可为具体设计提供依据。     

用于钠泵的螺管型超导磁体设计与实验

本文对钠金属电磁泵的螺管型超导磁体部分进行了详细设计和实验研究.磁体设计指标为水平室温孔长度600mm,直径160mm,中心场磁感应强度5T.对超导磁体所用的超导线进行了短样测试,当温度为4.2K、磁感应强度为5T时,临界电流为464A,大于工作电流.磁体经过绕制、真空压力浸渍工艺后进行10次失超锻炼,在失超电流97 A的电流下测试,磁体中心磁感应强度达到4.66T.若进一步降低励磁速率,磁体中心磁感应强度预计可以达到5T左右,可以满足钠金属电磁泵的要求.     

基于自适应神经网络技术的钠泵诊断

在径向基函数网络的基础上，应用自适应算法使故障诊断方法具有自适应性：在对中国实验快堆(CEFR)钠泵的故障仿真实验中．该方法能够较好地识别出故障。为了提高识别的准确率，本文在自适应径向基函数网络的基础上对其自适应算法进行了一定的改进，使故障诊断的准确率有所提高。     

中间热交换器建模仿真研究

对于快堆热工水力和仪控系统设计人员来讲,中间热交换器建模仿真十分重要。本文针对中间热交换器采用Matlab/Simulink软件,建立了一种仿真模型,包括两种稳态计算方法和瞬态计算模型。两种稳态模型分别为"等节距"、"等换热量"方法,两种稳态计算方法得出的结果差别很小,出口温度计算值与实际值差别最大为3K。在各节段上建立能量守恒微分方程组,从而建立了瞬态计算模型。并且,在一回路流量衰减工况下对中间热交换器内部一、二回路温度变化进行了计算,计算结果较好。     

基于SAC-3D系统软件的FFTF未能紧急停堆失流实验的数值模拟

本文利用系统分析软件SAC-3D对美国快通量试验堆（FFTF）堆芯及一回路进行了建模,并根据国际原子能机构（IAEA）提供的FFTF未能紧急停堆的失流实验的边界条件数据进行了事故瞬态仿真计算。计算得到堆芯热工水力及中子物理关键参数,仿真结果与实验测量数据符合较好。对比结果验证了SAC 3D在模拟液态金属冷却快堆事故工况中的有效性与准确性,也证明了FFTF堆型具有可靠的非能动安全性。     

井间电磁测井响应建模与仿真

根据电磁场基本理论,假设井下非均匀介质为关于发射井轴对称的柱状分层介质,推导了发射线圈通以交变电流时,井间磁偶极电磁测井模型的频域电磁场响应一般表达式。为井间电磁测井的正演计算和反演解释提供了理论依据。分析了井眼泥浆电导率和套管磁导率参数对井间电磁测井响应的影响,仿真结果表明,井眼中泥浆电导率的变化对电磁测井响应的影响极小,因此,井间电磁测井数据处理时没有必要进行泥浆影响校正。不同磁导率金属套管的电磁测井响应分析表明,井间电磁测井中,采用非磁性或弱磁性套管要优于一般的铁磁性套管。讨论了井间电磁测井对地层电导率变化的灵敏程度,计算结果表明,井间电磁测井响应可以灵敏地识别地层电阻率变化,证明了过套管电磁测井技术用于油气资源勘探的可行性和有效性。     

液态金属冷却快堆堆芯物理分析软件LoongSARAX的验证与确认

NECP-SARAX是西安交通大学核工程计算物理实验室自主开发的先进反应堆中子学分析计算系统。在此基础上,西安交通大学针对液态金属冷却快堆的堆芯物理工程设计与安全审评,定制开发了LoongSARAX。为了实现LoongSARAX的工程应用,规范性、系统性的验证与确认是该过程的重要一环。为此,本文针对LoongSARAX验证与确认研究,在搜集整理国际上关于液态金属冷却快堆物理计算基准题的基础上,建立了其验证与确认矩阵,并将程序分成不同模块,分别进行了模块验证、子系统验证和系统确认,范围涵盖冷却剂为钠和铅的快堆,如JOYO、ZPPR17A等。程序验证与确认表明LoongSARAX程序对于液态金属冷却快堆具有较高的计算精度,同时针对中国实验快堆(CEFR)开展了不确定度量化研究。结果表明,在99%置信度下,有效增殖因数计算结果的不确定度有90%的概率落在[-389 pcm, 300 pcm]以内。     

六种第四代核反应堆概念

【美国《核新闻》2002年11月刊报道】 2002年9月20日美国能源部部长宣布,美国、阿根廷、巴西、加拿大、法国、日本、韩国、南非、瑞士、英国等10个国家已同意开发6种第四代核反应堆概念。协议是在2002年9月19～20日在东京召开的第四代核反应堆国际论坛(GIF)的一次会议上达成的。 要开发的6种能源概念是: 气冷快堆系统 铅合金液态金属冷却快堆系统 熔盐反应堆系统 液态钠冷却快堆系统 超临界水冷堆系统 超高温气冷堆系统 气冷快堆系统(GFR) GFR系统是快中子谱氦冷反应堆,采用闭式燃料循环。像热中子谱氦冷堆一样,氦冷却剂出口的…     

基于PSASP的压水堆核电站堆芯建模及仿真研究

利用PSASP软件的用户自定义模块功能搭建堆芯模型,分别对堆芯模型在反应性阶跃扰动和冷线温度阶跃扰动下的动态响应过程进行模拟仿真.仿真结果表明,堆芯由于温度效应和中毒效应而具有一定的自稳定性,与实际数据及理论分析吻合,证明该模型真实有效.     

基于FDS的钠火三维数值模拟研究

根据FDS火灾动力学分析软件的计算特点,结合钠火的燃烧模式,采用化学动力学建立了钠火燃烧的数值计算模型,将其与FDS软件相结合,使该软件具有模拟钠火燃烧的功能。使用两个钠火试验数据对程序计算得到的房间温度、压力、托盘内壁温度、氧气摩尔份额进行了验证。结果表明,房间温度、托盘内壁温度、氧气摩尔份额的计算结果与试验结果较为吻合,且计算结果也符合钠火实际燃烧的情况,但压力的计算结果与试验结果差异较大。     

基于APROS的核动力系统建模与仿真研究

本研究基于仿真软件APROS对两环路核动力系统的一、二回路耦合系统建立了仿真模型,并对此模型进行了功率运行稳态工况和线性变负荷动态工况仿真模拟。结果表明,模型仿真结果的最大稳态相对误差小于5%,与设计值符合较好;动态仿真趋势与热工水力计算程序RELAP5仿真趋势基本一致,验证了模型的有效性。因此,该核动力系统一、二回路匹配性良好,且本文所建立的系统模型能够较准确地模拟核动力系统的运行。     

基于核主泵性能预测的数值模拟精度研究

为提高核主泵在全工况点的数值模拟精度,研究了数值模拟过程中近壁面网格尺度、湍流模型、流动状态3种因素对计算精度的影响。结果表明,在定常状态下,重整化群（RNG） k-ε湍流模型和标准壁面函数法在近壁面网格尺度（y+）为50左右时具有较高的计算精度,并且其计算精度高于RNG k-ε增强壁面函数法、低雷诺数k-ε和剪切应力传输（SST）k-ω这3种湍流模型的计算精度,但上述不同网格尺度和湍流模型的计算结果均存在较大的计算误差;采用非定常计算时的计算精度明显高于定常计算,能够反映出扬程曲线在关死点附近的驼峰现象,效率的计算精度也有一定改善,更适合于对核主泵进行性能预测。      

圆柱型感应式钠电磁泵自然对流下的三维温度场仿真研究

钠电磁泵国产化设计研发对钠冷快堆电站具有重要意义,而电磁泵运行过程中产生的热量会严重影响其安全运行。因此,电磁泵温度场的分析研究对其设计、制造及运行监测十分重要。本文以流量为10 m~3/h,扬程为0.5 MPa的圆柱型钠电磁泵为研究对象建立三维模型,并基于有限元计算分析方法,对电磁泵在不同负荷和工况下进行三维温度场的计算和分析。计算结果显示,影响电磁泵绕组线圈散热的主要热源为泵沟内部高温钠的导热,电磁泵绕组线圈在电流为30 A的工况下,最高温度约为493.4 K(220.4℃),接近其设计限值513 K(240℃)。同时,本文通过采用更高绝热系数隔热材料,减少高温钠热量的径向传递,有效地降低了电磁泵绕组线圈的温度,使其最高温度降至468.1 K(195.1℃),满足长期安全运行的要求。最后通过试验数据验证了仿真计算模型与计算结果的准确性。     

直流蒸汽发生器建模与仿真研究

以B&W公司直流蒸汽发生器(OTSG)为对象,基于仿真支撑软件APROS平台中的基本模块,建立了图形化的直流蒸汽发生器模型;利用不同的APROS两相流计算模型进行仿真,对比分析后选取六方程计算模型;将2种模拟工况下的仿真结果与压降和传热系数经验关系式的计算结果进行对比,根据对比结果修正模型的压降和传热系数;将设定工况下的稳态及动态仿真结果与国内外实验数据对比,验证了本文模型的准确性。     

Research Overview of Sodium Pump Mechanical Seal for Fast Reactor

正1 Overall introduction The mechanical seal is located in the upper sodium pump,mechanical seal is located under the upper bearing,above the maintenance seal.The mechanical seal function mainly includes two parts.1)Maintain the sealing function of the pump chamber and the external atmosphere