自然循环下堆芯热工水力与时空中子动力学的耦合计算

建立堆芯闭式组件与开式组件的自然循环流量分配的瞬态计算模型,用以计算堆芯各组件的热工水力参数及组件的均匀化物理参数的瞬变值,实现堆芯一维热工水力与三维时空中子动力学计算程序的耦合计算.利用包含所建数学模型的分析程序对典型工况下自然循环及其过渡过程进行计算分析,结果表明主要参数的计算值和试验数据吻合较好.     

循环泵叶轮设计问题的探讨

本文针对某产品配套循环泵叶轮的设计过程中出现的问题，在水力设计过程中增加叶轮出口宽度，在叶片绘型中保证流道过流面积随流道中线线性变化，对轴面图中的前盖板轮廓线形状进行修改。重新设计的叶轮使循环泵的水力性能完全达到设计要求。     

一体化压水堆非能动余热排出系统动态特性仿真

针对MAX一体化压水堆建立反应堆主要系统及非能动余热排出系统的水力热工计算模型,以电源丧失事故为假想事故,利用该模型对事故过程进行仿真计算.分析结果表明,非能动余热排出系统配合一体化压水堆的高自然循环能力能够在发生电源丧失事故的情况下,明显减轻反应堆一、二回路压力边界的负担,降低堆芯温度,提高反应堆的安全性.     

景洪水力式升船机异形突扩体设计

景洪水电站通航建筑物采用的水力式升船机具有我国完全自主知识产权。突扩体作为水力式升船机输水系统的重要部分,具有改善流道内部水流的流态、提高输水效率的作用。突扩体为一大容积空腔体形,属于异形结构,工况复杂,为此,内外均设梁系以承担水压。采用有限元法对突扩体进行工作状态和水压试验状态的力学分析,结果表明突扩体结构强度满足要求。     

一种小型高速游艇动力总成设计

针对内置式发动机带喷水推进动力系统安装过程相对繁琐的问题,设计一套动力总成产品,将发动机、喷泵、流道、控制台等设备集成在一起,满足模块化、便捷化的设计要求;在原型流道基础上进行简化设计并通过计算分析,确定流道线形参数,通过生产加工制造出一款流道组件产品,同时增加设计掏水草机构,满足产品通用化、功能化的设计要求。设计样机通过装艇试验验证,各项试验数据满足设计要求。     

船用U形管蒸汽发生器模型及其动态仿真应用

针对船用立式U形管自然循环蒸汽发生器,建立了能够描述其稳态及瞬态热工水力特性的数学物理模型,并编制了计算程序。计算和验证结果表明,该数学物理模型准确,可以与其他船用模型一起构建船用系统模型以进行安全分析研究或开发船用核动力仿真机。     

基于流道倾角对喷水推进泵流道性能的影响研究

利用参数化方法设计了4种不同流道倾角的喷水推进泵椭圆形进水流道,并采用三维雷诺平均N-S方程和RNGκ-ε湍流模型对其流场和性能进行数值仿真.从流道的出流均匀性、流动分离方面来分析在保持进口速比不变,不同流道倾角时流道内流场的变化情况,为喷水推进器进水流道倾角的设计提供依据.计算结果表明:流道倾角对喷水推进泵水力性能和流场变化影响较大.在设定进速比的条件下,随着流道倾角的增大,喷水推进泵流道出口的流场均匀性变差,流道内部更容易发生流动分离现象,且在流道倾角为47°时的喷水推进泵在设计工况下的流场特性最差.     

船用蒸汽蓄热器充汽过程的热工水力特性数值研究

采用考虑汽液两相蒸发与冷凝的两流体模型和热相变模型,基于CFX进行船用蒸汽蓄热器充汽过程热工水力特性数值研究。计算结果表明:充汽过程中,船用蒸汽蓄热器压力、温度均呈快速上升的变化规律;蓄热器汽水空间产生蒸汽射流及涡流效应;两流体模型和热相变模型能够准确描述船用蒸汽蓄热器充汽过程热工水力参数,为船舶蒸汽蓄热器的设计提供技术支撑。     

基于流道倾角对喷水推进泵流道性能的影响研究

利用参数化方法设计了4种不同流道倾角的喷水推进泵椭圆形进水流道,并采用三维雷诺平均NS方程和RNGκ-ε湍流模型对其流场和性能进行数值仿真。从流道的出流均匀性、流动分离方面来分析在保持进口速比不变,不同流道倾角时流道内流场的变化情况,为喷水推进器进水流道倾角的设计提供依据。计算结果表明:流道倾角对喷水推进泵水力性能和流场变化影响较大。在设定进速比的条件下,随着流道倾角的增大,喷水推进泵流道出口的流场均匀性变差,流道内部更容易发生流动分离现象,且在流道倾角为47°时的喷水推进泵在设计工况下的流场特性最差。     

船用废气涡轮增压器压气机内部流场数值研究

利用三维数值模拟技术对某型船用柴油机废气涡轮增压器压气机内部流场进行了数值分析,得到了额定转速下压气机内部流道气体流动情况。分析了压气机转子流道流场和径向扩压器流道流场,得到了主要气动参数分布。数值分析表明,在额定工况下离心叶轮内靠近叶轮出口处以及径向扩压器流道内流体均存在跨音速流动区域,同时在扩压器叶片吸力面下游位置存在低速涡流区域;压气机转子流道和扩压器流道的相互干扰及叶顶间隙的存在是导致压气机内部出现流动分离的主要原因。     

Welander自然循环问题高精度数值模拟

目前主流的热工水力系统分析程序采用一阶差分格式来离散基本守恒方程。一阶差分截断误差大,导致系统分析程序在模拟自然循环问题时计算精度不高。为提高计算精度,本文采用两流体双压力两相流模型高精度数值解法对Welander自然循环问题进行计算分析。数值结果表明,高精度数值解法能有效减小数值扩散,提高预测精度。     

主冷却剂流量连续变化调节反应堆功率可行性研究

通过建立主冷却剂流量连续变化调节反应堆功率仿真模型,引入二回路负荷变化,对核反应堆热工水力瞬态过程进行分析研究,并与控制棒调节功率方案进行对比。结果表明:在低功率运行工况下,通过连续改变主冷却剂流量能够实现反应堆功率的调节,并满足反应堆热工安全性和机动性的要求。     

压水堆SBO事故及高压安全注射系统的缓解能力研究

以瑞典Ringhals压水堆核电站为参考对象,采用最佳估算程序SCDAP/RELAP5/MOD3.2,建立典型的3环路压水堆严重事故计算模型,分析全厂断电(SBO)事故造成的堆芯熔化进程,研究高压安全注射系统对该事故的缓解能力。计算结果表明,堆芯出口温度达到920 K时的严重事故管理策略,即卸压充水缓解措施可以有效地阻止堆芯熔化,能使堆芯长期处于稳定状态。     

喷水推进器进水流道倾角与流动性能关系研究

对某平进口式喷水推进器进水流道,在其纵向总长度、宽、高给定的条件下,建立了倾角不同的6种流道模型.采用RNG k-ε湍流模型封闭RANS方程,运用SIMPLE算法,并考虑进口速比IVR(流道出口速度与航速之比)对流道流场的影响,得到了进水流道内部流场特征.从流道的出流均匀性、空化、流动分离和变工况的适用性4个方面提供定性和定量指标用以分析流道倾角在不同进速比工况下的水力性能情况,为喷水推进器进水流道倾角的优化设计提供依据.分析结果表明,该型推进器在流道倾角等于40°时各方面性能都较好.     

船用核动力内部事件一级概率安全分析北大核心CSCD

[目的]旨在采用概率安全分析方法来全面审查船用核动力装置的安全性。[方法]为此,建立船用核动力装置内部事件功率工况的一级概率安全分析(PSA)模型,针对可能引起反应堆堆芯损伤的17组始发事件,建立17棵事件树;针对8个前沿/支持系统,建立42棵故障树,进而对船用核动力装置进行一级PSA分析。[结果]计算结果表明:堆芯损伤频率(CDF)为4.38×10–6/堆年,并确定了各始发事件组对CDF的贡献;根据重要度分析结果,人误事件和电力系统故障是对CDF贡献最大的2个因素;根据敏感性分析结果,接入第3台柴油发电机可以显著降低堆芯损伤的概率。[结论]研究成果可为船用核动力装置的安全性设计提供参考。     

LNG单燃料动力拖网渔船冷能利用探讨

本文以LNG单燃料动力拖网渔船为分析对象,主要研讨类似LNG燃料冷能节能利用方法;冷量平衡分析、冷能利用系统原理。     

低噪声迷宫式控制阀设计原理及数值分析

在舰船水管路系统中,采用控制阀进行管路系统阻力匹配设计并实现低噪声配置。控制阀在水力激励下形成振动噪声并通过管路传递形成船外辐射噪声。为降低管路系统振动及船外辐射噪声,有必要进行低噪声控制阀的设计研制。该文提出了控制阀水力及声学设计方法,采用流体动力学数值方法进行了低噪声控制阀原理分析,验证了分流、多级和迷宫拐角式低噪声设计原理。基于低噪声设计原理设计了包含上层穿孔、中层多迷宫流道和下层少迷宫流道三部分重叠形成的阀套流通结构的分层迷宫式控制阀。阀内流场分析结果显示:阀套出流不均匀形成高速低压区域,易发生空化增大噪声;阀套腔体和阀套沿出流方向出口处形成大尺度漩涡结构,为主要噪声源区域。     

小型自然循环蒸汽发生器水位控制特性分析

针对小型立式自然循环U形管蒸汽发生器,提出基于经典PID控制理论模型的二回路侧水位控制方块图和数学模型,并采用RELAP5程序建立含水位控制的蒸汽发生器热工水力瞬态分析模型,研究了10%FP阶跃降升负荷、大幅度阶跃降升负荷2种情况下蒸汽发生器的热工水力动态特性,分析了水位控制方案的可行性。结果表明,所设计的水位控制系统以及PID整定参数取值基本满足功率运行控制需求,但由于影响两相流水位因素的多参数复杂性,使得某些负荷下水位控制系统带有一定的非线性特征,在工程上标定水位和给水流量时需要重点关注。     

喷水推进器进水流道的声传播特性分析

进水流道作为喷水推进泵脉动声源通过进水口向远场辐射的传递通道,声波经流道传播后流道进口处声压峰值频率相对流道出口声压峰值频率发生较为显著的偏移。为解释该现象,文章以进水流道为对象分析其声传播特性。首先分别利用阻抗出口边界和自动匹配层出口边界计算分析了轴对称变截面管道的声传播特性,计算值与文献值吻合较好,验证了大截面管路声传播特性数值计算的可信性。然后以进水流道为对象,并以面平均声压衰减量为评价流道声学特性的指标,利用自动匹配层出口边界分析了流道的声传播特性。结果表明:由于低频段流道内仅能传递平面波,高次波被衰减,导致该频段声压衰减量较大;声压衰减量的最小值对应频率与喷泵叶频或其谐频接近,使得流道进出口截面处最大声压对应频率产生偏移。     

核动力舰船燃料元件包壳破损下气载放射性剂量分析

核动力舰船上环境恶劣,船员生活和工作在舰船狭小空间内,在核动力装置运行过程中,燃料元件会不断产生和积累放射性核素,燃料元件包壳破损后,包壳内的放射性核素进入一回路冷却剂,一回路冷却剂的微小泄漏都会造成舱室空气放射性污染。污染的空气会使人员持续受到内照射和外照射伤害,这种伤害对舱室封闭的核舰船乘员尤其严重。本文对核素的迁移和扩散进行合理假设并建模,计算出燃料元件包壳破损下一回路冷却剂源项、舱室气载放射性物质比活度及艇员所受剂量,并对结果进行分析。