第十七届核技术应用学术交流会
基本信息
2023-05-01
2023-05-01
;中国核学会;北京核学会
会议文集
1. 2.5 MeV行波加速管设计
摘要： 2.5MeV废水处理加速器以1.5MW的速调管为微波功率源,在加速管入口处提供不低于1.3Mw的微波功率,在长约76cm的行波加速管中将电子束加速到2.5Mev/5kW.加速器工作频率为S波段2856MH..文本介绍了加速管的物理设计,采用数值计算方法完成了加速管束流动力学设计,并用PARMELA进行了验证计算,得到了较好的一致性.建立了加速管射频结构模型,完成了加速腔、耦合器的计算和场分布调整,优化后加速管在工作点驻波比为1.01,驻波比小于1.2的带宽约为2MHz.
提交时间：2023-05-01
2. C形换热器一二次侧流动传热耦合特性数值模拟研究
摘要： C形换热器是第三代反应堆非能动余热排出系统中的主要设备.为研究其一、二次侧流动传热耦合特性,本文建立了C形换热器全尺寸物理模型,进行了不同结构参数和热工条件下的数值模拟研究,获得了一次侧流场的温度、速度、压力分布以及传热管间的流量分配变化规律,分析了进口流量、进口温度、进口位置等财流量分配和流动阻力分布的影响,以及浮升力和惯性力财流量分配的影响机理.结果表明,流量分配不均主要南热虹吸现象导致,且进口管道位置对于流量不均匀性的改善不明显.
提交时间：2023-05-01
3. pH值对反应堆活化腐蚀产物源项影响研究
摘要： 活化腐蚀产物是压水堆一回路重要的放射性源项,对于反应堆的屏蔽设计、人员防护和事故安全有重要影响.pH值作为压水堆冷却剂的关键参数,在材料腐蚀和腐蚀产物溶解、沉淀过程中扮演着重要角色.通过协调冷却剂中硼一锂浓度来调节pH值,可控制压水堆冷却剂中腐蚀产物溶解度和材料腐蚀速率等参数,从而达到控制活化腐蚀产物源项的目的 .为从模拟的角度系统研究pH值对放射性源项的影响,本文计算了不同pH值条件下的腐蚀产物溶解度以及材料腐蚀速率,并将其代入自主研发的活化腐蚀产物源项分析程序CATE中,计算不同pH值条件下压水堆一回路各区域的放射性活度.结果表明:pH=5.6～7.4范围内,随着pH值的增大,腐蚀产物溶解度和材料腐蚀速率均持续减小;将pH值控制在7.2～7.4,对减少反应堆一回路活化腐蚀产物、降低堆内放射性活度的效果最佳.
提交时间：2023-05-01
4. 准阻抗匹配传输式的外移动式束流探测器标定装置的研发与使用
摘要： 为了标定并测量Rhodotron电子加速器中束流的横向偏置,提出准阻抗匹配传输式的外移动式束流探测器标定装置,整个标定装置的外导体内径与内导体外径保持2.303的比例,以使电磁波在该标定装置传输中保持50Ω的阻抗匹配.本文研究了标定装置的内导体外径对束流探测器频谱响应的影响,结果表明:改变内导体外径并不改变束流探测器的频率谐振峰位置.首次采用固定内导体并移动标定装置外部的束流探测器(外导体)以使标定装置保持准阻抗匹配,并对比了外移动式束流探测器标定装置与同定外导体而移动内导体标定装置对束流标定的影响,结果表明:无论束流偏置与否,两种标定装置的束流探测器频谱响应曲线高度重合,且外移动式束流探测器标定装置的阻抗匹配结果更优.最终,将外移动式束流探测器标定装置应用在实际束流标定上,证明该标定装置能用于Rhodotron电子加速器的束流标定.
提交时间：2023-05-01
5. 基于CFD的棱柱型模块式高温气冷了堆典型事故研究
摘要： 为验证和评估棱柱型模块式高温气冷堆设计的固有安全性,需针对代表性事故工况开展计算分析.目前针对棱柱型堆芯的模块式高温气冷堆尚缺少专用的事故分析程序.本研究基于通用CFD程序COMSOL针对堆芯活性区域和压力容器建立三维模型,包括燃料和冷却剂通道、石墨慢化剂、侧反射层以及压力容器;非能动余热排出系统采用对流边界条件简化模拟.采用C++编写点堆模块求解中子动力学,并通过动态链接库(DLL)与COMSOL实现耦合.首先计算了正常运行工况下的稳定状态;然后以该结果作为初始条件,选取3个典型事故瞬态工况开展了数值模拟,包括未失压丧失强迫流动冷却(PLOFC)事故、未失压丧失强迫流动冷却且未能停堆(PLOFC+ATWS)事故以及反应性引入且未能停堆(RIA+ATWS)事故;最后针对压力容器壁与非能动余热排出系统的辐射发射率开展了敏感性分析.计算结果表明:在本文分析的事故条件下,燃料最高温度均低于安全限值(1620℃)且具有较大的裕量,因此均能保证堆芯燃料结构的完整性.对于PLOFC事故,提高非能动余热排出系统的换热能力能显著缓解事故后果,但对于ATWS类事故影响趋势则正好相反,需进一步开展综合分析和模型验证.
提交时间：2023-05-01
6. 基于参数化-超单元法的HFETR乏燃料贮存格架抗震分析
摘要： 为解决HFETR乏燃料贮存格架结构抗震设计中存在的结构迭代设计速度较慢、抗震计算时问较长、多格架分析困难等问题,提出将参数化方法和超单元法组合应用于HFETR格架抗震分析.基于超单元法建立了格架有限元模型;利用APDL和VB对有限元模型的建立和计算进行了参数化处理;对HFETR乏燃料贮存格架进行了多格架抗震计算,并划格架在满载、半载、空载3种装载情况下的应力、滑移和倾倒进行了分析.结果表明:所设计的HFETR格架抗震性能满足要求;参数化超单元法可用于乏燃料贮存格架的迭代设计和多格架抗震分析.
提交时间：2023-05-01
7. 常温C4+辐照对多晶HIP-SiC力学性能的影响
摘要： 热等静压(HIP)法具有提高材料致密度、抑制品粒生长、避免晶粒取向等优点,常用于制备多晶6H-SiC材料.为探究HIP法制备的多晶6H-SiC辐照损伤特性,评价HIP工艺下碳化硅材料作为耐事故燃料包壳的可行性,以多晶6H-SiC为研究划象,分析样品辐照前后的性能、结构等变化.为防止其他元素对实验造成影响,实验采用的辐照离子为C4+,辐照剂量为1.8dpa和5dpa,并没置1组未辐照样品作对比.通过运用SEM、纳米压痕、XRD、拉曼光谱等测试分析多品6H-SiC在离子辐照前后表面特征和性能参数的变化.研究结果表明,样品材料元素成分占比无明显变化,而硬度略有下降,品格呈现损伤现象,但辐照很快趋于饱和且结构上未发生改变.因此从离子辐照方面分析.整体上HIP制备的多晶6H-SiC抗辐照能力较强,具有作为未来事故容错燃料基体的可能性.
提交时间：2023-05-01
8. 批量3 He探测器相对探测效率标定方法研究
摘要： 在一些设备研发或特定裂变核材料生产环境中,需使用大量中子探测器进行中子通量分布测量以确定牛产状态,这一测量过程中,各中子探测器的相对效率尤为重要.为统一此类牛产线的测量标准,并保证对目标划象测量的准确性,本文设计了一套长期用于同一生产线丌展批量3He探测器相对效率标定的系统.通过对探测装置设计分析,结合后端多道分析器,开展3He探测器探测效率标定系统的理论模拟与实验验证,并对系统中由装置均匀性、多道死时间等产生的误差进行修正,为3He探测器在生产线上大批量使用、更换及维护提供有效依据.
提交时间：2023-05-01
9. 流动沸腾汽泡脱离频率预测模型分析
摘要： 汽泡脱离频率从时间上反映汽泡的循环周期,该值直接影响汽泡蒸发带走的热量.为提高流动沸腾下换热计算的准确度,本文利用13组流动沸腾独立实验对脱离频率的影响因素进行了分析,并对5个现有预测模型的准确度进行了对比评价.研究发现,脱离频率与管道尺寸呈正相关,而大多数预测模型因忽略这一因素的影响准确度较低,基于此,本文通过无量纲分析得到一套新预测模型,为将来在更大管道尺寸范围内进行流动沸腾换热计算奠定了基础.
提交时间：2023-05-01
10. 涂硼正比计数管感应电流信号模拟及脉冲宽度分析研究
摘要： 涂硼正比计数管的感应电流脉冲宽度会造成脉冲堆积,降低计数准确度.通过Garflcld++仿真中子场中涂硼正比计数管小同偏置电压和小同空间位置电子离子对的感应电流信号,研究偏置电压和电子离子对空问位置分布对感应电流脉冲宽度的影响.结果表明:在纯中子场中,正比计数管感应电流信号在低偏置电压下主要由电子漂移贡献,在l100V以上高偏置电压下,主要由离子漂移贡献;入射粒子在灵敏区运动时长对感应电流脉冲宽度无影响;初电离电子离子对空间位置分布形成电子径向距差异,初始电离中不同径向距的电子的漂移时长之问最大差值和脉冲展宽高度一致,表明初始电离中的电子漂移时长差异是引起感应电流脉冲宽度增大的来源.研究结果表明:正比计数管对中子的感廊电流脉冲宽度主要由离子漂移过程的时长和初始电离中不同空间位置的电子问最大漂移时长差构成.
提交时间：2023-05-01
11. 矩形窄缝通道内泡状流-弹状流流型转变准则研究
摘要： 在两相流系统中,流型影响系统的摩擦阻力和传热等特性,准确判定不同流型对于两相流的计算具有重要意义.对于窄缝通道内的气液两相流动,特别是矩形窄缝通道内流型转变准则,已有学者进行了一定的实验研究,但由于实验装置及工况的限制,目前尚缺乏统一且适用性较广的流型转变准则,已有的基于矩形通道的流型判定准则适用性也有待于进一步评估.本文以空气水为工质,对竖直矩形窄缝通道内泡状流弹状流流型转变准则进行分析研究,基于1168个流型实验数据,采用分界成功率对已有转变准则对于实验数据的适用性进行定量综合评价,并针对流型转变原理开展理论分析,引入无量纲数约束因子Co,建立考虑工质物性和流道尺寸、精度更高、适用范围更广的窄缝通道内泡状流弹状流流型转变准则.本文结论可为反应堆换热元件和紧凑式换热器设计计算提供依据.
提交时间：2023-05-01
12. 高放废液冷坩埚玻璃固化自适应负压调节系统的设计
摘要： 在两步法冷坩埚玻璃固化冷台架运行过程中,冷坩埚和煅烧炉的压力控制十分重要.由于高放废液中盐分的周期性分解以及设备密封问题等,会导致设备内压力波动较大,如果压力控制小足,极易引发放射性泄漏或尾气系统堵塞和排放超标.本文针对现阶段高放废液冷坩埚玻璃同化冷台架关键设备负压控制存在的大惯性、非线性、大滞后以及不确定性等问题,利用模糊算法设计了一套自适应负压调节系统.本系统建立的模糊算法可根据采集到的数据来预测可能的压力波动,并结合PID控制主动通过调节电磁补气阀控制负压.通过Simulink仿真模块建立了自适应负压控制器仿真模型,并采用历史运行数据对本自适应负压调节系统计算得到的补气量能否维持煅烧炉内的负压稳定进行了实验验证,结果显示,负压偏差积累量降低了98.64％,表明采用自适应负压控制器能有效降低压力波动,并消除泄漏隐患.
提交时间：2023-05-01
13. 高温气冷堆耦合碘硫循环制氢的经济性研究
摘要： 经济性是核能制氢工艺关注的重要方面.本文运用HEEP软件对高温气冷堆耦合碘硫循环的核能制氢工艺进行了经济性分析,基于HEEP软件的特点与功能、计算原理分析了制氢厂能量供应方式、制氯效率等技术参数和运行时间、资本成本、贴现率、借款利率等时间和经济参数的影响.研究结果表明,采用核电厂为制氢厂热电联供与核电厂只供热而由外部电网供电相比经济性更好.通过优化碘硫循环制氢工艺的热交换网络,降低制氢工岂耗热量,可提高制氢效率,从而降低氢气的平准化成本.此外,延长核电厂运行时间、降低核电厂和制氢厂的资本成本、降低贴现率和借款利率有利于提高经济性.最后,比较了几种制氢工岂的经济性,在征收300$/tCO2税的情况下,高温气冷堆耦合碘硫循环制氢的氢气平准化成本最低.综合来看,高温气冷堆耦合碘硫循环制氢是较清洁且具有经济前景的制氢工艺.
提交时间：2023-05-01
14. 高精度电容式棒位测量传感器静态特性研究
摘要： 控制棒水压驱动系统是200MW低温核供热堆的关键功率控制没备,电容式棒位测量传感器足该驱动系统的核心测量部件.针对被测杆偏心引起的测量误差,本文提出了能将被测杆步进与偏心所引发的电容变化量实现分离的测量方法 (偏心一步进分离方法),依据该方法提出了四螺旋电极电容式棒位测量传感器的设计方案.针对该传感器,利用有限元方法建立了理论模型,开展了传感器静态特性实验,理论模型结果与实验结果符合良好.利用理论模型建立了电容与棒位的函数关系,系统分析了新型传感器的测量误差,完成了传感器的结构优化.结果表明,四螺旋电极电容式棒位测量传感器配合偏心步进分离方法,在计算工况内最大测量误差为-3.11mm,能满足棒位测量不失步的要求.该成果可为电容式棒位测量传感器的后续改进提供指导.
提交时间：2023-05-01