考虑滑移效应组合梁弯曲应力和界面剪力分析

在实际工程中,通常采用换算截面法计算组合梁应力,而不考虑截面滑移的影响。但是当组合梁采用部分剪力连接或者需要考虑疲劳问题时,忽略滑移的影响可能会引起较大的误差。该文推导了考虑界面滑移效应的简支组合梁在多种荷载工况下的弯曲应力和界面剪力的解析解,并据此进行分析,得到了弯曲应力和界面剪力在各种荷载工况下的变化规律。根据实际情况,对最不利位置的解析解进行了简化。经对比,简化计算公式的计算结果与解析解吻合良好。     

LEU启堆模式下的氯盐快堆Th-U与U-Pu循环特性研究

相比于氟盐快堆,氯盐快堆重金属溶解度更大、中子能谱更硬、增殖性能更好,是实现闭式燃料循环的理想堆型。为了分析对比氯盐快堆的Th-U与U-Pu循环的性能,基于2 500 MW的氯盐快堆,采用熔盐堆过渡态计算程序TMCBurnup与平衡态搜索程序MESA,从核素的演化、增殖性能、安全性能、放射性水平等方面分析了采用低富集铀(Low Enriched Uranium,LEU)启堆在两种不同过渡模式下的Th-U与U-Pu循环的过渡态及平衡态的性能。结果表明:U-Pu循环对应的增殖性能要好于Th-U循环,边增殖边燃烧(Breeding and Burning,BB)模式下两者平衡增殖比分别为1.56与1.24,相应的倍增时间为13.5 a与16.5 a。预增殖过渡(Pre-Breeding and Burning,PBB)模式下增殖比分别为1.58与1.08,倍增时间为12.8 a与13 a。而Th-U循环则具有更好的安全性能,更低的超铀核素(Transuranics,TRU)积累量及更小的放射毒性。     

模糊控制在熔盐系统温度控制中的应用

依托硝酸盐熔盐实验装置,基于半实物仿真方法,优化熔盐回路原有的比例、积分、微分(PID)控制,研究模糊控制方法在熔盐回路系统的适用性。结果表明:经过控制逻辑的优化,改进的PID控制器调节时间更短,超调更小,达到目标值后运行更加稳定;模糊控制方法也能满足预定的控制指标和性能要求,可作为大惯性熔盐系统温度控制的一种方法。     

高温耐火砖蓄热孔道形状及排布研究

以氧化镁耐火砖作为蓄热单元,采用高温氮气加热,研究计算单个耐火砖的蓄热特性。在矩形孔道耐火砖顺排情况下,分析比较不同矩形孔道宽高比下,氮气加热2h后末端最高平均温度所对应的耐火砖截面宽高比。当矩形孔道宽高比小于0.8时,矩形孔道宽高比对应的耐火砖截面宽高比呈线性关系且斜率为0.62,截距为0.5;当矩形孔道宽高比为0.8～1时,其对应的耐火砖截面宽高比为1。在矩形孔道宽高比合理的情况下各点压力损失相差较小,中心线速度与耐火砖末端平均温度成反比。在椭圆形孔道交叉排布情况下,椭圆形孔道的长短半轴比值越大,耐火砖升温越快。椭圆形孔道在y轴方向长度大于x轴方向长度的情况下,通过六边形宽度和侧边高度的合理配置,其升温特性优于椭圆形孔道x轴方向长度大于y轴方向长度。椭圆形孔道的压力损失变化较小,且比矩形孔道耐火砖的压力损失小。矩形孔道耐火砖与椭圆形孔道耐火砖相比,升温更快,中心线速度更高,但压力损失更大。     

理想SOMOS的电容特性

三维集成是当前集成电路技术研究的热点之一,就三维集成的基本结构——SOMOS结构的低频和高频电容－电压特性进行了研究,建立了解析模型,并利用二维半导体器件仿真软件SILVACO对模型进行了验证,二者吻合良好。而后借助该模型,对不同的偏置条件下的低频和高频C-V特性的物理机理进行了探讨。本文的工作初步证实了通过电容－电压特性法对三维堆叠结构进行无损表征的可行性。     

不锈钢药芯焊丝E308LT1-1对防飞溅剂的适应性改进

通过对不锈钢药芯焊丝E308LT1-1在使用防飞溅剂时,焊接后容易产生气孔进行分析,发现防飞溅剂污染焊接坡口后焊接时产生了大量的气体,导致不锈钢药芯焊丝E308LT1-1焊缝容易产生氢气孔。合理控制氟化物和氧化物的加入量能够提高不锈钢药芯焊丝对防飞溅剂的适应性,使焊缝不产生气孔;合理加入氧化铁和氧化铈不会对该药芯焊丝工艺性能和力学性能产生不良影响。     

熔盐实验堆堆芯物理参数研究

熔盐堆(Molten Salt Reactor,MSR)采用熔融的氟化盐混合物作为燃料,由于核燃料的特殊性,MSR在中子物理学方面与传统固体燃料反应堆有着较大区别。本文基于蒙特卡罗程序MCNP(Monte Carlo N Particle Transport Code),以美国橡树岭国家实验室(Oak Ridge National Laboratory,ORNL)熔盐堆实验(Molten-Salt Reactor Experiment,MSRE)为参考反应堆,系统研究了堆芯尺寸、燃料盐体积比、燃料盐重金属摩尔比、燃料盐渗透等物理参数对堆芯物理特性参数的影响。结果表明:随着堆芯尺寸增加,堆芯临界装载量有最小值;随着燃料盐体积比增加,燃料盐回路系统中重金属临界装载量先减少后增加,燃料温度系数的绝对值同样先减小后增加;燃料盐浸渗对堆芯反应性的影响,与燃料盐体积比增加对堆芯反应性产生的影响一致。本研究为2 MW液态燃料钍基熔盐堆(Thorium Molten Salt Reactor-Liquid Fuel,TMSR-LF1)设计提供理论参考。     

熔盐堆间冷回热式氦气轮机热力循环效率分析

设计基于熔盐堆的间冷回热式氦气轮机循环系统并建立数学模型,介绍以布雷顿循环为原理的系统运行流程。使用控制变量法分析了关键因素：压缩机/透平效率、回热器性能、温比、低压压缩机入口压力对系统总效率的影响。分析结果表明：相较于压缩机效率,同幅度的透平效率提升使系统总效率值更高;换热端差和流动阻力都为系统的循环带来了一定程度的负担;存在使系统效率值最大的温比;计算发现,在特定情况下,系统最高温度越高,系统效率越高。总结、量化了这些因素对系统效率的影响。     

小型模块化熔盐堆控制棒布置的物理分析

sm-TMSR是中国科学院钍基熔盐堆核能系统中心（TMSR）设计的一款小型模块化多用途钍基熔盐示范堆。本文就sm-TMSR堆芯的控制棒布置进行了物理分析。首先,对熔盐堆特有的反应性变化现象进行了分析,提出了sm-TMSR控制棒的功能和需求,即:对于调节棒,要求设计的总价值在寿期初等于或略大于2.5×10-2,寿期末等于或略大于2.06×10-2;对于停堆棒,考虑卡棒准则,要求设计的单根棒价值在寿期初大于等于2.1×10-2;其次,计算了不同位置、不同控制棒孔道直径以及有无哈氏合金套管的单根控制棒价值;最后根据控制棒价值的需求大小,确定了控制棒组件在堆芯较为优化的物理设计:①控制棒组件孔道直径为9?cm,无哈氏合金套管;②4根控制棒成“十”字形分布,2根停堆棒均匀布置在堆芯的第1圈,2根调节棒均匀布置在堆芯的第6圈位置。      

火星熔盐堆堆芯概念设计

火星探测近来成为空间研究的一个主流趋势。建立火星基地是人类研究和开发火星的必然选择。与太阳能储能系统相比,核反应堆作为火星基地的能源系统,在系统质量、操作灵活性和环境适应性等方面具有显著优势。给出了火星熔盐堆(Mars Molten Salt Reactor,M~2SR-1)的堆芯设计方案,并建立堆芯计算模型,以MCNP(Monte Carlo N Particle Transport Code)和ORIGEN为计算工具,从物理、安全、热工等方面对M~2SR-1进行了计算分析。分析结果表明:M~2SR-1在满功率运行下可满足8 a的寿期要求,在不同假设掉落环境下,有效增殖因数均小于0.98,满足临界安全要求。本研究可以为星球表面熔盐堆设计提供参考。