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期刊信息/Journal information
核动力工程
核动力工程

罗琦

双月刊

0258-0926

jnpe@npic.ac.cn

028-85903890 85903009；85903893

610041

成都市436信箱32分箱

核动力工程/Journal Nuclear Power EngineeringCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊是经国家科委批准，于1980年2月创刊的正式科技期刊，是中国核学会能动力学会的学报，由中国核动力研究设计院主办，原子能出版社出版，国内外公开发行。本刊综合介绍国内外核动力科学技术在理论研究、实验技术、工程设计、运行维修、安全防护、设备研制等方面的最新成果和发展动态，促进国内外学术交流，加快我国核动力事业的发展，为现代化建设服务。主要读者对象为：从事核能技术研究开发工作的工程技术人员：大专院校的师生，以及关心核能事业发展的有关人员。
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    起泡条件下矩形窄缝通道内压力场和温度场数值模拟

    王雪鉴赵亚楠于涛
    82-87页
    查看更多>>摘要：当矩形窄缝通道由于辐照肿胀产生形变出现起泡结构时,通道内流动传热特性会发生改变.本文采用数值计算方法分析了起泡条件下矩形窄缝通道内流体压力场和温度场分布.结果表明,起泡对流体的阻碍作用会导致流体在第一个起泡前出现压力高点.经过每一个起泡,局部压降均会先飞升后突降,起泡处流体温度上升,壁面温度下降.通过模型计算分析获得了起泡条件对压力场和温度场的影响规律.

    起泡矩形窄缝通道压力场温度场数值模拟

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    安全壳内放射性气溶胶输运特性模拟研究

    田家铭王跃社李彪邹琳...
    88-95页
    查看更多>>摘要：为探明实际安全壳尺寸下严重事故中放射性气溶胶的输运特征,利用计算流体动力学和颗粒群平衡方程耦合,模拟了严重事故中放射性气溶胶在安全壳内的空间分布规律,并重点定量分析了不同聚并机制和沉积机制对于气溶胶输运过程的影响.结果表明,粒径小于0.1μm的气溶胶颗粒的相互作用主要受布朗聚并影响,粒径大于10 μm的主要受湍流惯性聚并影响,粒径介于两者之间的受布朗聚并和湍流聚并(湍流惯性聚并和湍流剪切聚并)共同影响.对于沉积现象,粒径小于0.1 μm的气溶胶主要受布朗扩散沉积影响,粒径大于0.1 μm的主要受重力沉积影响.湍流聚并的平均聚并速度是布朗聚并速度的2.99倍,布朗扩散沉积的平均沉积速率是重力沉积的1.38倍.本研究为实际安全壳尺寸下放射性气溶胶去除技术的选取提供了解决思路.

    安全壳气溶胶颗粒群平衡聚并沉积输运性质

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    反应堆下腔室涡流引起堆芯流动不稳定性试验研究

    孟洋廖恒基姜林方颖...
    96-102页
    查看更多>>摘要：压水反应堆各个环路中的冷却剂在下腔室发生剧烈湍流交混,下腔室腔体内产生大量涡流,会导致堆芯燃料组件入口流量随机震荡,引发堆芯瞬态流动不稳定性,可能影响到反应堆热工、结构安全或传热性能.本文对反应堆内燃料组件区域流动特性开展研究,通过水力学试验手段获得反应堆堆芯在多种运行工况下,下腔室安装流量分配裙和不安装流量分配裙时的堆芯燃料组件入口流量脉动数据,试验结果表明,流量分配裙对下腔室涡流的抑制效果明显,在碎涡整流作用下,堆芯流量脉动明显降低;随着运行环路数的减少,下腔室流场对称性降低,涡流增强,堆芯流量脉动明显增大;下腔室涡流还会对堆芯入口流量分配均匀度造成不利影响,流量脉动偏大区域对应的流量分配因子明显较小.

    反应堆涡流流动不稳定性

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    基于铅铋快堆的直流蒸汽发生器稳态与瞬态特性分析

    黄哲梁铁波杨雯卢川...
    103-109页
    查看更多>>摘要：铅铋快堆的安全稳定运行与换热器一二次侧间的散热性能密切相关.本研究通过建立基于铅铋快堆的直流蒸汽发生器(OTSG)稳态与瞬态耦合分布参数模型,分析对比了不同负荷条件下OTSG内部热工水力特性的分布差异,并进一步揭示了铅铋快堆一次侧焓值及流量扰动对换热器动态散热性能的影响.结果表明:稳态传热时铅铋快堆一次侧温降主要集中在过冷沸腾及核态沸腾区,二次侧负荷减小将导致管壁面温度飞升前移;动态调节显示在设计工况下一次侧入口焓值仅下降5％,就可能导致铅铋快堆循环在90s后进入事故工况.研究结果为铅铋快堆的OTSG动态流动换热特性研究及结构设计优化提供了有价值的建议.

    铅铋快堆直流蒸汽发生器热工水力分析分布参数模型

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    高温液钠在不锈钢丝网吸液芯中毛细特性研究

    朱怡儒马誉高张卢腾席治国...
    110-115页
    查看更多>>摘要：碱金属高温热管吸液芯的毛细特性对于热管的正常运行具有重要意义.本文采用毛细上升法和称重法在手套箱中开展了高温液态金属钠(简称液钠)在不同目数的304不锈钢丝网吸液芯中毛细特性的实验研究.实验获得了不同温度阶段下吸液芯毛细性能的变化规律,结果表明:在低于460℃阶段,吸液芯毛细性能提升有限,这是由于不锈钢表面Cr2O3氧化膜对液钠润湿性影响决定的.温度高于460℃之后,液钠与Cr2O3发生腐蚀反应,吸液芯毛细性能明显增强.且液钠对不锈钢表面氧化膜的破坏是不可逆的,在后续加热周期的温度变化阶段将保持最佳浸润性,吸液芯毛细特性将主要受到表面张力物性的影响,呈现随温度升高吸液芯质量下降的变化趋势.根据毛细理论并结合吸液芯结构建立了吸液芯毛细抽吸模型,降温阶段模型预测吸钠质量与实验值的误差在12％以内.

    高温热管丝网吸液芯液钠毛细特性毛细抽吸模型

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    定位格架对棒束通道出口温场分布影响研究

    仇子铖谢士杰郎雪梅李朋洲...
    116-122页
    查看更多>>摘要：为分析定位格架交混能力,进一步优化定位格架热工设计方法.本文通过实验研究不同结构定位格架对棒束通道出口温场分布的影响.实验中,系统压力为7.0～16.5MPa,质量流速为900～4500kg·m-2·s-1,实验段进出口温差为30～128℃.实验结果表明,在压水堆运行参数范围内,对于相同定位格架结构形式,不同压力、进出口温差、质量流速等热工参数条件下棒束通道出口截面子通道最高温度和最低温度的差值与进出口温差的比值没有明显变化趋势;交混翼主导了定位格架的交混作用,Ⅱ型交混翼带来较强的交混作用;对于D型定位格架,非对称的条带结构会导致流场整体出现一定的偏转,一定程度上降低了定位格架的交混作用.

    定位格架棒束通道温场分布

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    折流板对传热管流致振动响应影响分析

    王帅权张锴熊珍琴施林鹏...
    123-129页
    查看更多>>摘要：传热管流致振动磨损是引起换热器性能衰退和运行故障的重要因素之一.本文针对换热器折流板形成的非均匀横流引起的振动,建立可视化三跨7×12传热管束流致振动试验装置,通过管内加速度传感器和高速相机视觉测振分别获得迎流首排中间跨管内振动加速度数据和管与支承板间隙变化数据,并开展数值模拟计算获得管间流场.对比横向全开口无折流板和2/3开口折流板形成横流引起的管振动试验和模拟结果,表明2种结构第三排后管间流速差异较小,发生流弹失稳临界速度较为相近,2/3开口折流板发生失稳临界速度略高于全开口无折流板结构.对比5种经典临界速度关系式,Chen公式能够较好地保守预测失稳发生.管与支承板的间隙可视化试验表明,极低流速时2种来流结构管均较稳定地依靠在支承板一侧孔上.在中等流速下,全开口来流作用下管在支承板孔中较大幅度往复运动而轻微敲击,而非均匀来流结构中管仍依靠在支承板上的梅花孔内缘上发生小幅度滑动.发生流弹失稳时,全开口结构以敲击为主,而2/3开口结构会发生显著滑动和敲击.2/3开口结构更易发生传热管-支承板的滑动磨损,将威胁传热管的完整性.

    折流板不均匀横流可视化流致振动管板间隙

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    沸腾传热数值模拟方法及多管耦合应用特性研究

    张振国谭思超李小畅刘思超...
    130-138页
    查看更多>>摘要：针对直流蒸汽发生器(OTSG)中全流型沸腾传热及一、二次侧耦合换热等复杂物理现象,计算流体动力学(CFD)数值分析普遍面临计算难度大、计算效率低及不确定性大等问题.基于欧拉两流体多相流模型与临界热流密度(CHF)壁面沸腾模型,建立了管内全流型流动沸腾传热数值分析模型,并验证了模型的有效性.基于所验证的模型,开展了数值模型在多管耦合传热下的应用特性研究,明确了该数值模拟方法在多管耦合下的可靠性,并对温度与相分布计算结果对相间作用力模型的敏感性进行了数值分析.研究结果表明:基于欧拉两流体多相流模型与CHF壁面沸腾模型,能够较准确地预测管内水介质由过冷到过热的全流型流动沸腾传热过程,计算的"干涸"点位置及壁面峰值温度与实验值符合较好,最大误差小于10％;基于欧拉两流体多相流模型与CHF壁面沸腾模型的数值方法对多管耦合工况有较好的适用性,计算的二次侧温度与实验结果吻合良好;两相间曳力对壁面温度及空泡份额的计算结果有较明显的影响,但非曳力对壁面温度的影响较小,因此对于大规模工程应用计算,可在分析中不考虑部分相间非曳力的影响.本文研究结果可为OSTG的三维精细化数值分析的模型选择提供有益参考.

    直流蒸汽发生器(OSTG)欧拉两流体多相流模型流动沸腾耦合换热数值模拟

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    CFETR先进小样品辐照胶囊优化与热工安全分析

    刘畅刘文斌戴勇孙寿华...
    139-146页
    查看更多>>摘要：中国聚变工程试验堆(CFETR)先进材料辐照考验样品所在胶囊结构较为复杂,其内部填充氦气,胶囊肋条尺寸、位置以及胶囊内部填充材料对样品温度影响大.基于STAR-CCM+程序建立CFETR先进小样品辐照装置内胶囊全尺寸模型,针对样品的目标温度,对胶囊的肋条和填充材料进行了调整.对于胶囊内整体样品释热率较低的情况,采用释热率较大的钨材料作为填充材料,可以明显提高整体样品温度;对于局部样品释热率差别较大的情况,调整局部肋条的尺寸和位置,能够很好控制样品间的温度,使样品计算温度满足目标温度范围.结果表明:采用上述方法进行优化后,样品中心温度能够满足目标温度范围,且满足入高通量工程试验堆(HFETR)辐照的热工安全,保证整个辐照任务能够顺利开展.

    CFETR胶囊肋条填充物优化HFETR

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    一种适用于钠冷快堆绕丝棒束组件热工水力特性分析的多孔介质模型

    王心安张大林王婷秋穗正...
    147-153页
    查看更多>>摘要：为准确预测钠冷快堆堆芯三维热工水力参数分布同时降低计算资源需求,基于表征体元概念建立了针对绕丝棒束组件的三维多孔介质模型,根据组件几何结构特点将冷却剂与固体壁面间的相互作用力分解为分布式阻力,引入包含湍流搅混传热、流体导热和燃料棒导热的有效传热系数模型刻画组件的径向传热.采用日本东芝公司核能工程实验室37棒液态钠冷却绕丝棒束组件实验进行模拟计算,数值计算结果与实验结果对比发现,基于论文提出的多孔介质模型可以在多种工况下较好地复现实验结果.因此,本研究提出的多孔介质模型可用于钠冷快堆绕丝棒束组件三维热工水力参数分布预测.

    钠冷快堆绕丝棒束组件表征体元概念多孔介质模型

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