混合式K边界技术及其应用的实验室研究(Ⅰ)

描述了１台用于乏燃料后处理厂首端溶解液中铀、钚浓度同时直接测量的混合式Ｋ边界／Ｘ荧光装置的研制和实验结果，包括装置调试、软件开发、系统刻度、精度试验以及对标准铀溶液样品的分析。系统对铀浓度在１００—３５０ｇ／Ｌ范围内Ｋ边界刻度系数的平均值Δμ＝（３．３１７６±０．００１０）ｃｍ２／ｇ，对ρ（Ｕ）＞１００ｇ／Ｌ样品的分析精度在０．２２％—０．４０％之间。用该装置对Ｕ３Ｏ８标准样品的分析结果与化学测量值间的相对偏差好于０．１０％。     

利用可选择源项分析大破口失水事故的放射性后果

阐述了应用可选择源项分析设计基准事故放射性后果的基本方法,并以900MW核电厂为研究对象,利用一体化安全分析程序分析大破口失水事故的放射性后果,包括主控室、非居住区边界和低人口密度区外边界的剂量计算,并与美国核管会(NRC)管理导则1.183中的剂量准则相比较,结果均在可接受值之内。     

两种聚乙烯材料中的电子束辐照剂量分布测定---优化辐射加工工艺的一种实验方法

利用电子静电加速器和高频高压电子加速器,在１．０～３．０ＭｅＶ能量范围内,测定了两种聚乙烯材料中的剂量深度分布;比较了ＡＩ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｐｂ４种衬底金属板,对受辐照材料吸收剂量深度分布的影响;考察了材料中吸收剂量的边界效应。吸收剂量测量的总不确定度为７．８％。优化电子束辐射加工工艺是实现辐照产品质量控制的一种有用的实验方法。     

模块式高温气冷堆采用预应力混凝土压力容器的可行性研究

针对模块式高温气冷堆(MHTR)钢制压力容器存在着制造难度大、运输困难和成本高等缺点．开展了对MHTR采用预应力混凝土压力容器(PCPV)的可行性研究本文简要介绍了PCPV的发展现状与技术特点,分析研究了MHTR采用PCPV作为一回路压力边界部件的技术难点及可行性,给出了．MHTR采用PCPV的初步设计方案。对该方案的分析结果表明．将PCPV应用于MHTR在技术上是可行的．不仅能够解决多腔室PCPV的力学问题以及反应堆余热释放等关键技术问题,而且能使MHTR具有更好的安全性和经济性。     

多跨连续梁自由振动分析的边界元法

核动力装置中的燃料元件棒和换热器传热管,常按多跨连续梁模型进行动力分析。本文用直接边界元法来分析这类多跨连续梁的特征值问题,推导出有轴向力作用和弹性支承条件的求解公式,并对压水堆燃料元件棒的固有频率和振型作了计算,得到较为满意的结果,可以看出,边界元法便于处理杆系结构问题,即使杆系的复杂度增加,而解题基本方法的复杂度并不增加。     

反应堆冷却剂承压边界泄漏监测技术及其发展

反应堆冷却剂承压边界泄漏监测是反应堆安全运行的重要保障.本文评述了反应堆冷却剂承压边界泄漏监测技术的发展状况及其特点,重点分析了放射性泄漏监测技术、声发射泄漏监测技术的发展,并对核反应堆泄漏监测技术未来的发展趋势进行了初步探索.分析指出:承压边界泄漏监测技术发展的目标是尽可能提高其响应速度、灵敏度和可靠性,及时为反应堆运行及决策人员提供有效的操纵及决策依据;而实现承压边界的整体泄漏监测、全寿期"健康"状态综合监测则是反应堆承压边界泄漏监测技术发展的方向和重要趋势.     

双层安全壳压水堆LOCA事故的放射性后果分析审查

压水堆冷却剂丧失设计事故后果分析主要涉及释放源项、大气弥散和场外辐射后果三个方面。针对具有双层安全壳的压水堆冷却剂丧失设计基准事故,简述了放射性后果分析方法,计算了场外放射性后果,并对放射性后果审查中应当注意的几个问题进行讨论：（1）事故源项。通常可分别考虑为释放到内层安全壳的源项,以及释放到环境的源项。前者主要取决于堆芯裂变产物的积存量,后者不仅与释放到内层安全壳的裂变产物有关,而且与自然的和工程的清除过程以及外层安全壳的缓解作用密切相关。（2）大气弥散因子的计算。根据环境资料的获取情况,可以按照NRCR．G．1．4给出的确定论方法进行保守的估计,也可以按照NRCR．G．1．145描述的概率论方法进行估算。（3）场外放射性后果。主要考虑隔离区边界和低人口区外边界的个人剂量,包括全身剂量和甲状腺剂量。     

径向非均匀场分析磁铁出入射界面机械边界的确定

文章介绍了采用锥形极面且具有园弧形入射磁场边界的径向非均匀场分析磁铁出入射界面机械边界的确定方法。用一系列二维磁场计算来近似边界面附近的三维场计算,求得磁场等效边界与磁铁机械边界之间的关系,据此计算出与要求的场分布对应的机械边界的形状,并用合适的圆形弧边界代替所求得的曲线边界,确定出机械边界的实际参数。对于计算中采用的近似方法可能导致的偏差及其对系统光学性能的影响进行了详细的分析,并选用有效的修正措施保证了系统的光学参数满足设计要求。     

EAST边界旋转诊断的光路分析

具有空间和时间分辨的边界旋转诊断(ERD)已在EAST装置上研制完成,经调试已投入EAST实验研究中。多道光纤的观测视线已进行位置标定,经过分析,每道光纤所能耦合的离子辐射通量可表述为解析形式的弦积分量。使用卤素气体标准灯对光谱仪进行了波长标定,并确定了仪器响应函数。ERD可提供边界离子温度和旋转速度,是研究C、O、Li、N、He、Ar等离子在可见光波段辐射的有效工具。通过对CIII谱线的分析,得到了边界离子温度和边界旋转速度的初步实验结果,环向ERD初步实验结果表明ERD测量边界杂质离子温度及旋转速度的可行性。     

中国先进研究堆自然循环两相流动不稳定性分析

应用均相流模型对中国先进研究堆自然循环两相流动不稳定性进行数值分析计算，获得了自然循环不稳定性边界，分析了流量、压降、壁温、流体温度以及沸腾边界等参数在不稳定工况下的变化。研究结果为中国先进研究堆的安全运行和事故分析提供了重要参考。     

Density Wave Instability in Once-Through Boiling Flow System, (II)

The density wave instability in a once-through boiling flow system is analyzed using a simplified model characterized by lumped parameters and moving boundaries. An analytical solution of the stability boundary is derived in generalized form, which is then verified by comparison with experimental data obtained in a joule-heated system. Further comparison with published data obtained from experiments with sodium-heated steam generator indicates that the proposed model can be validly used for preliminary estimation of the stability boundary. Several dimensionless parameters governing the stability are also derived from the proposed model.     

Density Wave Instability in Once-Through Boiling Flow System, (I)

Density wave instability in a once-through boiling flow system was systematically observed using a uniformly joule-heated water loop operated at system pressures ranging from 20 to 43 ata. The test section consisted of two heated tubes connected in parallel and further paralleled by an unheated by-pass. The oscillatory behavior is analyzed as well as the effects brought on the threshold of instability by changes in the operating variables—mass velocity, system pressure, inlet resistance, inlet subcooling, by-pass ratio and exit quality. The experimental data are also presented in form convenient for verifying various analytical methods devised to predict the stability boundary.     

物理模型及边界条件对直流蒸发管两相流不稳定性边界影响研究

本文研究不同边界条件及物理模型对两相流不稳定性边界的影响。采用RELAP5程序模拟直流蒸发管内的两相流不稳定性实验工况,对计算程序和模型进行验证,分析恒定流量及恒定压降两种边界条件、并联管数量、轴向功率分布形式和传热管热容等不同边界条件和物理模型对不稳定性边界的影响。结果表明：恒定压降边界条件下,单根管、2根并联管和多根并联管的不稳定性边界差别小于5%;恒定流量边界条件下,多根并联管不稳定性边界和2根并联管相比差别小于5%,而与单根管不稳定性边界的差别则超过100%;并联管根数相同时,恒定流量边界条件的稳定性好于恒定压降边界条件;沿流动方向（轴向）功率递增分布时,系统稳定性好于沿流动方向功率均匀分布,沿流动方向功率均匀分布时,系统稳定性好于沿流动方向功率递减分布;当管壁厚度为0~20 mm时,管壁热容对不稳定性边界几乎没有影响。     

Two-phase instability analysis in natural circulation loops of China advanced research reactor

In this paper, two-phase flow instability in natural circulation loops of China Advanced Research Reactor (CARR) has been investigated. CARR is a low pressure and low power density research reactor. A natural circulation instability analysis model is developed for the natural circulation loop of CARR. The homogeneous flow model is used to establish the system control equations. The non-uniform heating and subcooled boiling heat transfer is included. The accumulation heat of the wall is also included. Numerical method of Gear is employed to solve the system equations documented in terms of ordinary differential equations. According to the calculation results, stability maps of the natural circulation loop, which confirm the presence of an instability region under the conditions of low equilibrium quality in the outlet and low pressure, are obtained. It is a special kind of density wave oscillation (DWO) that occurs in very low equilibrium quality region with the characteristics of geysering and ‘Type-I’ DWO at the same time. The calculation results show such oscillation course clearly. The variations of the mass flow rate, the pressure drop and the boiling boundary are analyzed separately. Especially, the phase-space trajectory of the boiling boundary and the mass flow rate is discussed. Finally the oscillation frequency is discussed. The calculated results have important significance for the safety operation and accidental analysis of CARR.     

直流蒸汽发生器全范围流动与传热数值模拟

以BW公司实际运行的直流蒸汽发生器为原型,采用两流体三流场数学模型数值模拟直流蒸汽发生器二次侧单相液对流换热区、核态沸腾区、蒸干后区域、过热区(即全范围)的流动沸腾换热现象。结果表明:本文采用的模型可较好地预测直流蒸汽发生器全范围的流动与传热特性,数值模拟结果与运行数据符合较好;蒸干后质量含汽率低于热平衡质量含汽率,结合壁温变化趋势表明直流蒸汽发生器运行过程中蒸干后区域存在一定程度的热力非平衡;随着流动换热的发展,表面传热系数迅速上升,蒸干的发生导致传热性能急剧下降,在蒸干后区域及过热蒸汽区表面传热系数缓慢上升。     

垂直上升管内对流沸腾瞬态数值模拟及其两相流不稳定性预测

核电站蒸汽发生器二次侧为两相对流沸腾换热过程,在设计过程中须保证其不发生两相流不稳定性。本工作采用时域法对垂直上升管内两相流不稳定性进行研究,建立了垂直上升直管内流动沸腾过程的一维模型,并编制计算程序。采用该程序模拟了流动沸腾过程气液两相流密度波的不稳定性,给出两相流波动过程瞬态参数分布,由此分析了密度波不稳定发生的机理,并分析了质量流速、系统压力、入口过冷度对不稳定的影响。结果表明,与已有实验及理论结果相比,瞬态参数计算结果与实验结果符合较好,可较好找到不同工况下直管内气液两相流发生不稳定的边界,结果优于Khabenski线算图方法。     

欠热沸腾诱发自然循环不稳定性的研究

以最佳估算程序RELAP5为基本分析工具,对自然循环系统进行数值分析,得出了不同条件下系统的不稳定性边界。研究发现自然循环对过冷沸腾有一定的承受能力,不稳定性一般发生在低欠热沸腾区,气泡脱离壁面和凝结时的扰动可能是自然循环系统不稳定性的诱因,系统驱动力、阻力和流量之间的相位差使振荡得以维持和发展。     

气空间对自然循环两相流动系统稳定性影响实验研究

微沸腾工况运行是核供热堆实现热电联供的关键性问题之一，微沸腾运行工况下，两相流系统稳定性更加不利和复杂。通过实验研究，揭示了气空间对两相流系统稳定性的影响，研究提出通过气空间改性来抑制系统不稳定。实验结果表明，在气空间加装隔离孔板，对两相流系统不稳定振幅有明显的抑制作用，对两相流系统不稳定边界也有改善。      

低压自然循环复合流量脉动实验研究

在低压流动沸腾不稳定性实验中,研究了自然循环流动在不同入口过冷度下的演化过程。对实验中的流动沸腾不稳定性入口流量信号进行快速傅里叶变换,基于振幅和频率特性区分了3种流动脉动模式：小幅流量脉动、复合流量脉动和逆流。分析了加热功率和入口过冷度对自然循环不稳定性的影响。根据加热段出口水温变化得到了出口的流型变化,当流量波动振幅较小时加热段出口流体始终是饱和状态,而当流量波动振幅较大时,加热段出口为单相液体和两相混合物交替通过。给出了这3种流量脉动的边界图,分析了热流密度和入口过冷度对流量脉动模式的影响。结果表明：出口含气率大于0时发生流动不稳定性,热流密度达到间歇干涸型临界热流密度时发生逆流。