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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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    基于混合驱动降阶模型的中子注量率快速预测方法研究

    赵梓炎向钊才赵鹏程
    1-8页
    查看更多>>摘要：反应堆参数发生扰动后的瞬间,中子注量率和反应堆功率的准确预测对反应堆安全运行至关重要,而现有的本征正交分解(POD)与Galerkin投影相结合的方法存在累积误差而导致精度不高的问题.使用隐式差分法得到一维中子时空扩散的精确解,并作为基准数据,引入2个长短期记忆(LSTM)神经网络项,用于降低POD的累积误差和截断误差,实现物理驱动和数据驱动的混合驱动模型的构建.结果表明,添加神经网络修正项后,对中子注量率、总功率和各阶模态系数预测的均方根误差(RMSE)均降低了 1～2个数量级,添加神经网络扩展项后,在预测相同阶数情况下计算时间显著减小,基于2阶和3阶扩展到6阶的改进模型相较于原始6阶模型分别提速了 13％和7.6％.混合驱动模型可以很好得改善POD快速预测精度,结果有一定的参考价值.

    本征正交分解(POD)Galerkin投影长短期记忆(LSTM)神经网络降阶模型中子注量率预测

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    基于压水堆堆芯物理分析软件Bamboo-C的WER-1000工业确认研究

    杨灏哲何旭东王昆鹏万承辉...
    9-16页
    查看更多>>摘要：本研究旨在实现对WER-1000型核反应堆的精确物理分析,基于西安交通大学自研的先进压水堆堆芯物理分析软件Bamboo-C,进行了深入的方法学研究.研究内容包括:在组件计算方面,研究了基于构造实体几何的六角形输运计算方法及重反射层的精细建模技术;在堆芯计算方面,研究了保角变换与非线性迭代策略结合的六角形节块中子扩散计算法.基于Bamboo-C软件对某VVER-1000机组连续3个燃料循环启动物理试验和功率运行进行了建模计算,并与实测数据进行了对比分析.结果表明:①启动物理试验中,临界硼浓度的误差均值为-5.0ppm(lppm=10-6);慢化剂温度系数与等温温度系数的误差均值分别为0.3 pcm/K和0.9 pcm/K(1pcm=10-5);硼微分价值的误差均值为-5.0％;控制棒价值的误差均值为-7.8％;②功率运行中,3个循环临界硼浓度的误差均值分别为-2.3ppm、-18.9ppm和-7.8ppm;3个循环的堆芯功率分布误差的均值为-0.010(组件相对功率大于1)和0.012(组件相对功率小于1).因此,Bamboo-C软件对WER-1000机组堆芯关键物理量的计算误差均满足工业限值要求,具备工程应用的能力.

    Bamboo-C软件WER-1000工业确认

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    PCM核设计软件包全堆芯计算模块的验证

    陆高奇丁铭兰兵潘昕怿...
    17-23页
    查看更多>>摘要：PCM软件包是中广核研究院有限公司自主研发的核设计软件包,包含组件截面计算软件PINE和三维堆芯核设计软件COCO.为了验证PCM软件包的全堆芯计算能力及其准确性,本文基于自制全堆芯例题以及国际通用的BIBLIS、IAEA、LRA等全堆芯基准题对PCM软件包"组件-堆芯"两步法和COCO软件的堆芯计算功能进行了验证.在轻水堆堆芯基准题的计算中,所有算例的有效增殖系数keff平均偏差为6.4pcm(1pcm=10-5),最大偏差仅为28.2pcm,且所有算例中堆芯燃料组件归一化功率分布偏差的绝对值不超过1％.验证结果表明PCM软件包的全堆芯计算功能有较高计算精度,整体计算精度能够满足工程需求.

    堆芯核设计堆芯基准题PCM软件包

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    摇摆条件下圆管DNB型临界热流密度数值研究

    方正杜松步珊珊李振中...
    24-31页
    查看更多>>摘要：针对摇摆条件下的竖直圆管内偏离核态沸腾(DNB)临界热流密度(CHF)进行了三维数值计算,采用欧拉两相流模型和非平衡壁面沸腾模型,通过将静止管道的CHF模拟值和实验值进行对比,完成了不同壁面沸腾子模型的敏感性分析.对15种振幅和周期组合的正弦简谐摇摆运动的竖直管道的CHF进行预测.结果表明:所有摇摆条件均导致了 DNB现象的提前发生,在最"剧烈"的摇摆情况下,CHF的值最小.管道内的温度和换热系数会随着摇摆运动发生周期性的改变.在一个周期内,更大的振幅和更小的周期都会导致加热壁面在某时刻出现更小的换热系数,从而导致壁面最高温度上升.本研究可以为摇摆条件下DNB型CHF的数值预测提供参考.

    偏离核态沸腾(DNB)临界热流密度(CHF)摇摆条件数值研究

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    铅铋堆全厂断电事故下二次侧非能动余热排出系统特性研究

    钱雅兰林千杨子江陈康...
    32-37页
    查看更多>>摘要：以俄罗斯SVBR-100铅铋堆二次侧非能动余热排出系统(PRHRS)为研究对象,采用RELAP5/MOD4.0程序建模开展全厂断电(SBO)事故下PRHRS的余热排出能力评价和参数敏感性分析.研究结果表明,在整个SBO事故中,关键参数燃料包壳峰值温度最高为816.35 K,未超过安全限值,PRHRS能够及时导出堆芯余热;通过增大PRHRS水箱内置冷凝换热器换热面积可以增强PRHRS的余热排出能力.本研究建立的铅铋堆二次侧PRHRS安全分析模型和评价方法,可为我国铅铋堆PRHRS的设计和应用提供技术参考.

    铅铋堆非能动余热排出系统(PRHRS)全厂断电(SBO)事故RELAP5/MOD4.0

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    基于Monte Carlo方法的两相流动参数探测不确定性研究

    刘丽朱隆祥张卢腾马在勇...
    38-44页
    查看更多>>摘要：气泡速度和气泡数目是计算界面面积浓度等相态特性的关键参数,因此对电导探针测得的气泡速度和数目进行不确定性研究是很有必要的.采用Monte Carlo方法生成大量随机气泡运动样本,得到探针捕获直径1～6 mm气泡的统计规律.通过引入相对速度波动分量H研究了气泡横向速度对有效气泡数目和气泡速度的影响.结果表明,气泡横向速度的存在可缓解由于探针横向间距而无法测量较小气泡的情况;但有效气泡数目随着气泡横向速度的增大显著降低,逃逸气泡数目增加.同时,H=0时,速度误差仅来源于探针横向间距,且速度误差随着气泡直径的增加而减小;H≠0时,对于直径大于3 mm的气泡,气泡向左或向右的横向运动反而使得探针从远离中轴线处穿过气泡,导致气泡实际移动距离增大,速度误差也增大.本文研究可为确定及修正界面面积浓度等两相流动参数不确定度提供参考.

    MonteCarlo方法气泡横向速度有效气泡数目撞击角

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    基于高精度子通道程序的CHF关系式开发研究

    吴长娥张玉相陈昌义蒋理...
    45-52页
    查看更多>>摘要：采用非均匀加热典型栅元和导向管栅元三组临界热流密度(CHF)试验数据,利用高精度子通道分析软件ATHAS获得局部参数,完成适用于燃料组件偏离泡核沸腾比(DNBR)分析的CHF关系式开发,得到导向管冷壁效应因子和DNBR限值;并与采用FLICA软件开发的关系式结果进行对比,结果表明,ATHAS软件开发的关系式计算得到的DNBR限值更低,且对烧毁(BO)点轴向位置和CHF的预测率更高.

    ATHAS软件临界热流密度(CHF)偏离泡核沸腾比(DNBR)

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    紧密栅棒束通道氦氙混合气体流动传热特性数值模拟研究

    张嘉鑫鲍辉丛腾龙顾汉洋...
    53-60页
    查看更多>>摘要：针对氦氙冷却高温气冷堆堆芯设计和分析需求,本研究建立了一套涵盖物性模型、湍流模型与湍流普朗特数模型的氦氙混合气体三维流动传热模型,并基于此模型开展了棒束通道内氦氙混合气体流动传热数值分析,研究几何参数和运行参数对相关特性的影响规律.结果表明:包壳存在会对紧密栅棒束通道内流动传热带来较大的周向非均匀性,在子通道模拟及整体三维数值模拟中均应考虑包壳导热影响;除包壳外,紧密栅棒束通道内氦氙流动传热则主要受栅径比影响,同一工况下栅径比越大,混合气体对流换热越强烈.

    紧密栅棒束氦氙混合气体流动传热特性

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    单根螺旋管内沸腾两相流动不稳定性实验研究

    郑鹏德汤琪芬李振中汪宁远...
    61-68页
    查看更多>>摘要：加热通道内发生沸腾相变时会出现流动不稳定,研究螺旋管内沸腾两相流动不稳定过程对螺旋管式直流蒸汽发生器的设计和运行具有重要意义.本文通过在热工实验平台中开展单根螺旋管内的沸腾两相流动实验,研究螺旋管内发生沸腾两相流动时的流动不稳定现象,通过实验分析加热功率上升过程中螺旋管内流量压降等参数在不同时刻的变化规律以及频谱特征,并将发生的沸腾两相流动不稳定性进行分类.结果表明在实验参数范围:压力为0.1～3 MPa、流量为300～1200kg/h、入口过冷度为20～100℃、实验段加热功率为0～200 kW时,螺旋管加热通道内随着功率的增加会先出现流量漂移不稳定性,当流量漂移至另一流量值后,在低出口含汽率情况下会出现高频低振幅的密度波振荡,在高含汽率下会出现低频高振幅的密度波振荡.通过实验研究还发现入口过冷度、入口流量以及系统压力的增加均会提高系统的稳定性.

    螺旋管流动沸腾流动不稳定性密度波振荡

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    基于机器学习的淬冷沸腾最小膜态沸腾温度预测和灵敏度分析研究

    张军权邓坚罗彦卢涛...
    69-76页
    查看更多>>摘要：淬冷沸腾广泛应用于核反应堆失水事故后燃料棒的冷却过程中,最小膜态沸腾温度(Tmin)的确定对核反应堆的安全运行至关重要.本文基于文献的实验数据,选用了3种典型机器学习模型:随机森林(RF)、人工神经网络(ANN)和极端梯度提升(XGBoost),对淬冷沸腾Tmin进行预测和影响因素灵敏度分析研究.结果表明,机器学习方式能够有效提高淬冷沸腾Tmin预测的准确性,其预测性能相较于传统的经验关联式有大幅提升,其中RF模型预测效果最优,决定系数R2为0.9770;通过结合RF模型和Sobol'全局灵敏度方法,得到对淬冷沸腾Tmin影响最大的参数为冷却剂过冷度,其次为初始壁温,长径比、压力、热物性对其影响较小.本文研究成果将为提高核反应堆的安全性提供理论指导.

    淬冷沸腾最小膜态沸腾温度机器学习全局灵敏度

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