CARR堆内三维流场分析及堆内构件流致振动分析

CARR是一座轻水慢化和冷却、重水做反射层、反中子阱型池内罐式多用途反应堆。堆内部件     

CARR导流箱的设计改进与进展

CARR导流箱是堆本体结构的重要部件,位于堆水池中水面以下约10 m处,主回路冷却剂管道直接与其相连,底部支撑堆芯容器的上端,上盖板组件上固定有19根垂直孔道和2根安全棒导管。     

燃料组件流致振动试验研究

采用试验的方法对燃料组件的振动特性和流致振动响应进行研究,获得了燃料组件的固有振动特性;各稳态工况的流致振动响应规律:响应随流量的增加而增加;瞬态工况下振幅、频率与时间(流量)的三维瀑布图以及定位格架的运动轨迹。试验所获得的完整、可靠的数据为燃料组件的设计、安全分析和磨蚀试验提供重要的输入参数,为最终的安全评审提供依据。     

板型燃料组件额定流速流致振动实验研究

针对贫铀叠层板型燃料组件,采用了一种新的软测量方法,进行了其在经受冷却剂额定流速冲刷时的振动实验。获得了该组件在额定流速6 m/s下的流致振动动态响应时间域和频率域结果,并对实验结果进行了分析。     

CARR导流箱设计

CARR导流箱（见图1）是堆本体的重要组成部件。导流箱作为CARR分配主冷却剂容器，既是反应堆系统压力边界的一部分，又是堆芯容器自然循环冷却系统的组成部件；并为反应堆内的冷却剂入口总管、垂直孔道、2根停堆安全棒、堆芯容器、自然循环瓣阀等设备提供支撑定位。     

CARR堆芯燃料管理技术研究

本课题选用WIMSD一4和CITATION两个通用物理计算程序,建立针对CARR堆芯的物理计算模型,研发了CARR专用燃耗计算程序和CARR堆芯换料专用程序,完成程序计算验证和改进。     

CARR重水箱与导流箱设计特点

本文介绍了CARR堆本体中重水箱和导流箱的设计思想和解决方案。对结构进行了详细描述,分析了设计中存在的难点。参考全堆芯流致振动试验模型的设计制造和试验结果,采用三维设计软件进行参数化建模和虚拟装配,使设计更加合理和优化,同时保证了各设备之间接口的准确性,解决了设计难点。目前,施工设计已全部完成,设备正处于加工制造阶段。     

中国先进研究堆全堆芯流致振动及流量分配试验研究

由于设计和安全评价的需要,对中国先进研究堆(CARR)进行了1∶1全堆芯的流致振动和流量分配试验研究.文章分别介绍了流致振动和流量分配试验研究的技术路线、模型的设计、试验研究的内容、试验方法、试验结果分析和得到的结论等.试验中发现了结构设计的部分问题,设计方根据试验结果改进和优化了最终设计.试验验证了CARR堆内部件和堆芯的设计,为CARR工程通过安全审评提供了依据.     

CARR堆芯容器用辐照监督装置的设计优化

本文详细介绍了中国先进研究堆堆芯容器用辐照监督装置,通过物理计算及热工水力计算多种方案建模分析,对辐照监督装置的结构进行了优化设计,并完成施工设计。     

六边形组件流致振动响应数值分析

工程堆用六边形组件受到冷却剂的作用会发生流致振动,采用数值分析方法对六边形组件的振动特性和流致振动响应进行分析研究,通过数值仿真计算了六边形组件在空气中和静水中的一阶固有频率及相应振型,并结合试验结果运用流致振动响应计算方法研究了流体力作用下结构的动力响应,获得了响应的最大应变值。计算结果和试验结果精度在同量级,验证了本文数值分析方法在六边形组件流致振动响应研究的可行性。     

CARR堆芯容器填充体加工方案中难点的解决

填充支承体位于主筒体内，其上端与主简体径向配合，下端与重水箱下封头底座通过螺栓轴向固定，在反应堆寿期内，填充支承体为可更换部件。填充支承体为整体内多边形结构（图1），对燃料组件起定位支承。     

CARR水平孔道设计的改进与进展

CARR共设置9个水平孔道:即冷源孔道、烫源孔道、中子多过滤束孔道、长切向孔道、备用孔道和4个热中子束孔道。它们分布于堆芯周围,穿过重水箱、堆水池及生物屏蔽层,其中冷源孔道的中子束流引出到中子导管大厅,直线距离数十米长。     

钴靶组件流致振动试验研究

采用数值分析与试验研究相结合的方法,通过模拟反应堆内真实边界与流速,获得了钴靶组件的振动频率、振型等振动特性参数以及0.75～2 kg/s不同冷却剂流速下的响应试验数据;利用综合数值计算与试验测试结果对结构进行了疲劳评价。分析结果表明,靶件在0.75～2 kg/s流速下的各种响应有效值较小,可满足10 a寿命期限。     

大亚湾核电站堆芯换料设计

介绍了大亚湾核电站堆芯换料设计准则、计算机程序、设计内容以及设计预计值与测量值的比较。结果表明,中国核动力研究设计院承担的两个机组反应堆第四至第六循环换料设计均满足该电站的安全和经济性要求,设计预计值与实测值符合良好。     

CARR堆芯容器辐照监督用装置的设计

CARR堆芯容器是堆本体中极为关键的部件，采用材料为6061-T6A1。设计寿命10年。通常条件下，壳体的完整性是不会发生破坏的，但在反应堆运行期间堆芯容器要经受较强的热中子辐照，随着热中子注量的增加，壳体用铝材的机械性能将发生劣化，如屈服强度将增加，断裂韧性将下降。特别是材料变脆后，可能导致壳体的完整性受损，而设置辐照监督装置（图1）的目的就是为了检测堆芯容器用材料在寿期内各项性能是否满足设计使用要求。     

绕丝定位的燃料棒流致振动机理研究

通过实验和数值模拟的方式对泄漏流影响下绕丝定位的燃料棒流致振动机理进行研究。数值模拟及实验结果表明:由于绕丝的存在,使得流体在棒束通道内的流动存在着较强烈的搅混效应,在流速较小时,相比于通道内流体横向流动对燃料棒的扰动,泄漏流动对燃料棒振动的影响很小;随着流量的增加,泄漏流动对燃料棒振动的影响逐渐增强。影响分为2点:改变了振动能量在频域内的分布,使得高频段的振动能量增加;使得燃料棒振动的位移有效值(均方根值)增大。     

CARR重水箱设计进展

CARR重水箱是堆本体的关键部件。重水箱作为重水压力边界的一部分,保证了重水回路的完整性。堆芯容器、2根停堆安全棒、水平孔道和垂直孔道均通过重水箱安装定位。 重水箱的设计经历了可行性设计、初步设计和目前的施工设计等几个阶段。在各个阶段尤其是施工设计阶段进行了大量     

带格架5×5燃料棒束流致振动特性数值研究

核反应堆中,流动的冷却剂轴向冲刷燃料棒可能导致其振动,产生微动磨损,对整个核电厂的安全性以及经济性有重要影响。带格架棒束流致振动特性的研究是微动磨损研究的基础。本文基于欧拉-伯努利（Euler-Bernoulli）梁理论,采用动网格技术,通过Fluent实现流固耦合数值计算,并与不考虑振动耦合时的流场分布进行比较分析。重点分析了湍流强度、轴向速度等主要流体参数对振动位移均方根的影响,以及轴向流中流致振动机理。结果表明：燃料棒的振动位移均方根随着流速的增大而增大;燃料棒径向两侧的压力脉动是造成振动的因素之一;定位格架改变了较大振动出现的位置,明显加强了振动响应。     

复杂轴向内流诱发的柱体结构流致振动特性实验研究

本文以中国实验快堆辐照容器组件为实验研究对象,研究了复杂轴向内流诱发的柱体结构的流致振动特性。实验采用了与真实组件1∶1几何相似的模型,研究包括额定流量(14m³/h)在内共8种流量运行工况下的组件振动情况,用以揭示不同流量下的组件流致振动特性;并且本文还开展了边界条件与流致振动实验基本一致的模态实验,从而对流致振动频谱进行更准确的分析。实验采集组件在不同流量的流体冲刷下的振动响应及动态应变响应,经过信号处理之后得到组件振动的位移谱、振幅均方值以及应变峰值。从位移谱上得到组件的振动位移频谱有两个贡献较大的峰,该峰分别对应流体激振力频率与组件一阶固有频率,实验结果表明流体激振频率随流量增大而增大,组件位移随流量增大而波动性增加。     

有界域轴向流动棒束流致振动附加质量力模型

基于Ｃｈｅｎ有界域静止流体中棒束流致振动数学模型,给出了有界域轴向流动中棒束流致振动的过程中附加质量力的具体表达式,并分析了棒束几何参数对流体力系数的影响。