基于RELAP5的反应堆失控提棒反应性引入分析

失控提棒是核电厂中发生频率较高的事故。为了了解该事故发生时核功率、堆芯核通量、堆芯热流密度的表现形式,以某机组压水堆运行核电站设计数据为基础,利用RELAP5进行了反应堆失控提棒反应性引入计算分析。计算结果表明,在次临界状态、热态零功率或有功率状态下,事故过程中核功率响应,虽然在瞬态中的核功率峰值很大,但时间很短,能量释放和燃料平均温度的增加并不大。控制棒组失控提升连续引入反应性,使核功率迅速增长,但功率的增长将被负的多普勒反应性反馈所限制。在高反应性引入速率时,堆芯核通量上升很快,高核通量信号会导致停堆事件的发生。由于燃料和冷却剂系统液体热容的影响,堆芯热流密度将滞后于核通量的增加。为了避免燃料元件包壳损坏,就应该使反应堆保护系统能够在偏离泡核沸腾比(DNBR)下降到限值之前终止该事故。     

基于非线性函数寻优的汽轮机启动规划

根据电厂汽轮机运行规程,针对某320 MW亚临界凝汽式汽轮机,利用有限元软件ANSYS对汽轮机转子建立有限元模型.根据该机组的冷态启动数据,计算出启动过程的最大应力曲线,验证启动过程中最大应力的产生位置.改变蒸汽温升率和暖机时间,拟定不同的冷态启动方案,分析不同启动工况的应力大小和启动时间,建立了时间相关项和启动过程中应力的相关模型,并将启动规划问题转换为限定条件的函数最优化问题.在保证汽轮机转子应力满足强度要求的同时,求出最小的启动时间,优化启动曲线.     

基于MATLAB的AP1000核电机组反应堆DNBR特性研究

以AP1000核电机组反应堆偏离泡核沸腾比(DNBR)特性为研究对象.针对该反应堆堆芯功率与原型反应堆相比增加较为明显的状况,利用Matlab软件进行了DNBR的计算,并与原型反应堆进行了对比分析.计算结果表明:DNBR与临界热流密度(CHF)不是单纯的线性关系,而是随着轴向距离的增大,先减小后增大;各工况负荷情况的DNBR值均大于原型反应堆的对应值,AP1000反应堆运行安全特性明显高于常规核电机组反应堆;反应堆运行在高功率下的DNBR值明显大于运行在低功率下的DNBR值,反应性引入事故下,堆芯核功率的突然增加容易造成偏离泡核沸腾(DNB);质量流密度、含汽率、压力及进口欠热度等因素均对CHF产生影响,进而影响到DNBR值.     

抽油机运行过程优化控制技术的柔性启动运行特性分析

抽油机运行过程优化控制技术是一种兼顾杆柱受力与井下磨损以及泵效等综合方面的需求与限制,通过控制驱动力的大小与变化率,充分利用机械系统的动能储能作用,使电机与齿轮箱实现无负荷突变、无冲击打齿、无反向拖动、驱动力变化连续平滑、扭矩峰值大幅度降低的优化驱动过程控制技术。试验结果表明,抽油机运行过程优化控制技术实现了完全柔性启动,系统的输入电流、电机的输出功率均从零平滑上升至正常运行状态,完全消除冲击性启动峰值。其运行电流和运行功率曲线分布明显趋于均衡,峰值降低,谷值提高,运行平稳。     

邹城市30m桥转体系统优化研究

邹城市30m桥是目前世界上转体重量最重、球铰半径最大且采用单球铰转动的转体斜拉桥,由于斜拉桥本身的强度和稳定性不占优势,现针对其牵引系统和转体结构进行重新优化设计,使球铰撑脚受力更加合理。再使用Abaqus有限元软件建立球铰模型,分析新受力体系下球铰的受力和变形,使优化设计后的球铰满足转体过程中的强度和变形要求。     

自然循环与强迫循环转换过渡过程研究

针对自然循环和强迫循环转换的过渡过程问题,建立主冷却剂系统数学模型及中子动力学模型,利用完整的实时仿真平台,研究了船用核动力装置一回路自然循环与强迫循环相互转换的过渡过程中反应堆功率、冷却剂温度等主要系统参数的瞬态特性.计算结果表明,转换前初始反应堆功率水平对过渡过程的快速、安全及稳定有着重要的影响,较高的初始反应堆功率水平有可能导致出现瞬时高功率峰值并出现短周期现象,威胁反应堆的安全.针对过渡过程中的潜在风险,提出了在适当时机由操纵员手动调节控制棒的人为干预措施.分析结果表明,该措施可以有效地缩短过渡过程,改善过渡过程的稳定性和安全性.     

基于MATLAB的1 000 MW核电机组反应堆CHF特性分析

以某1 000 MW机组核电站压水堆设计及试验数据为依据,将燃料组件沿轴向分为若干个控制体,利用MATLAB软件对临界热流密度(CHF)特性进行了计算。计算结果表明:正常运行工况下沿冷却剂流动方向,冷却剂温度从下部第一个控制体到最上部控制体,温度变化趋势为先慢后快最后变化平缓,最高温度值出现在堆芯出口处;燃料棒表面温度变化与核功率有一定的相关性,核功率比较大的燃料棒中间区域热流密度也较大;各核功率状态下偏离泡核沸腾比(DNBR)最小值出现在中间稍偏上的控制体处,DNBR值总体上呈两头大中间小的趋势;最高核功率状态下,最小DNBR值最接近1.3,实际热流密度最接近CHF,出现CHF现象的概率增加,运行过程中应防止反应堆超功率运行。     

太阳能热风发电吸收功率特性和结构特性

太阳能热风发电不仅能够进行太阳能发电,而且能够进行自然风能发电.本文建立了太阳能热风发电热动力稳态数学模型,导出了集热棚吸收能量的功率方程和塔筒结构特征方程,仅应用这两个方程,可方便得出数学模型的解,并可容易理解提高发电能力的途径.该数学模型指导了乌海太阳能热风发电系统的建设,该发电系统于2010年10月并网发电,发电运行结果与建立的数学模型计算结果相吻合.提高太阳能热风发电量的途径是升高塔筒高度、提高集热棚吸收能量的功率.增大集热棚面积和面积系数以及提高集热棚太阳能吸收率,可以提高集热棚的吸收功率.     

基于弹性基础梁理论的球壳承压能力分析

为解决球壳的承压能力问题,从平板大挠度方程出发,假设板发生对称的球冠式初始弯曲变形,就能得出承受静水压力的球冠平衡方程,此方程可以简化成受横向载荷和轴向压力作用的弹性基础梁的平衡方程。通过弹性基础梁的屈曲问题,建立了球壳弹塑性失稳的极限强度和压杆临界应力的关系。在研究材料拉伸曲线的基础上,可以改进切线模量理论的计算方法,得出更简便、规范的切线模量因子算法。通过与大量深潜器球壳失稳的实验数据和数值数据比较,表明基于弹性基础梁理论的算法具有较高的准确性,可以推广用于计算承受均匀外压球壳的极限荷载。     

断裂力学在火炮身管上的应用

目的　研究火炮身管的临界裂纹和初始允许裂纹尺寸 .方法　依据断裂力学理论 ,导出了火炮身管的临界裂纹和初始允许裂纹尺寸计算的数学模型 .结果　利用建立的数学模型 ,结合某高炮身管的有关数据 ,计算出了该炮身管的临界裂纹和初始允许裂纹尺寸 .结论　通过理论和实例分析说明了火炮身管在制造过程中控制裂纹产生的重要性     

四新荟萃

300MW核电反应堆堆内构件 堆内构件是核电站主要设备之一,它的主要功能是支承和定位核燃料组件,构成合适的冷却剂流通,为控制棒提供导向以控制电站运行功率和停准,固定和导向堆内中子通量和温度测量,在失水事故下确保控制棒快速下插和堆芯应急冷却,为束棒控制组件提供导向。由上海第一机床厂、上海核工程研究设计院、上海锅炉厂联合试制的300MW堆内构件是我国自行设计的第一座核电站秦山核电站关键设备之一,由于堆内构件的功能和性能要求,是国际上公认的技术要求高制造难度大的关键设备,其结构复杂(重78吨,零件为15056个),在研制过程中开展了55项工艺试验和14项工艺评定,堆内构件的研制成功属国内首创,其制造技术水平属国际80年代,其中堆芯板等超过日本、法国同类水平。     

集成学习模型的堆芯物理关键参数预测

为了解决抽样统计的不确定性分析方法需执行大量重复的高保真物理计算而导致计算代价过大问题,本文采用与实际物理计算过程等价的预测模型开展计算,将重复计算时间降低至秒的量级.通过分析物理计算输入数据与输出参数的关系,利用堆叠法构建的集成学习模型建立了高保真反应堆物理计算堆芯关键参数预测模型,实现了堆芯关键参数的预测.为验证预测模型的计算效果,选择2D C5G7及3D C5G7稳态问题及单组件瞬态问题的堆芯有效增殖因子和归一化功率等分别进行了验证.验证结果表明:预测模型的预测结果与实际计算结果符合得很好,预测模型可作为开展进一步堆芯关键参数不确定性分析的工具基础.     

光伏发电系统功率提升技术研究

使用Simscape仿真技术,建立光伏阵列物理模型,研究局部阴影条件下,光伏阵列特性曲线的多峰现象对输出功率的影响。设计均匀阴影和梯度阴影两类照射条件,使用仿真计算方法获得全局峰值跟踪算法最大输出功率,使用累加求和方法获得分布峰值跟踪算法最大输出功率。计算结果表明,在阴影反差较大的情况下,分布峰值跟踪算法可以大幅提高功率输出。     

复合制冷循环间接空冷系统环境气温敏感性分析

为了定量评估环境气温高频、快速变化对复合制冷循环间接空冷（复间冷）系统热经济性的影响,以某亚临界600 MW的直冷机组性能参数和当地气象条件为基准,建立亚临界600 MW模拟复间冷机组,基于复间冷与直冷机组热经济性对比分析,构建环境高温时段模拟复间冷机组的运行背压与其热经济性转捩温度之间的定量关联;以复间冷机组年累计输出电量为目标量和汽轮机的设计背压为优化变量,对复间冷机组的设计背压进行优化选择;在环境气温分布特性的基础上提出厂址敏感性系数的定义及计算方法,计算结果表明：厂址敏感性系数越小,复间冷系统年累计输出电量越大.该结果可为复间冷系统设计、优化运行提供可靠的理论依据..     

采用Taylor级数展开技术的直接法暂态稳定分析

本文采用高阶Taylor级数展开技术进行直接法暂态稳定性分析。在PEBS法临界切除能量的求取过程中,用高阶Taylor级数展开模拟持续故障轨迹和进行加速功率的求取。采用相对初始点势能的概态计算势能,避免了故障后稳定平衡点的潮流计算。通过对试验系统临界切除时间的估算,表明本文方法具有较好的精度和较快的计算速度。     

1900t／h超临界参数锅炉内置式分离器冷态启动过程仿真分析

建立了描述某台１９００ｔ／ｈ超临界参数锅炉内置式分离器启动过程的数学模型,利用所建立的模型对该锅炉在由冷态到纯直流运行阶段启动过程中分离器的动态特性进行了仿真研究,探讨了燃烧率控制规律对分离器启动过程的影响,所得到的结果对此类超临界参数锅炉的优化设计和运行具有一定的指导意义。     

断裂力学在火炮身管上的应用

目的 研究火炮身管的临界裂纹和初始允许裂纹尺寸。方法 依据力学理论,导出了火炮身管的临界裂纹和初始允许裂纹尺寸计算的数学模型。结果 利用建立的数学模型,结合某高炮身管的有关数据,计算出了该炮身管的临界裂纹和初发允许裂纹尺寸。结论通过理论和实例分析说明了火包身锭在制造过程叶控制裂纹产生的重要性。     

捷制 200 MW机组高压转子热应力场计算

在现场实测数据的基础上,根据运行规程拟定捷制２００ＭＷ机组的冷态启动和温态启动曲线;建立高压转子温度场和应力场有限元计算模型,确定相应的边界条件;计算分析在这两种工况下高压转于的温度场和热应力场。     

基于临界支撑流量的西藏典型河流源头位置确定及河网解析研究

河源作为河流形成环境的重要标志,需要一个简单且客观有效的判定方法。本文提出了一种基于临界支撑流量（CSD）的河源集水面积计算模型,并且建立了最小集水面积CSA和CSD的关系。利用该模型在西藏的两个流域（拉萨河的堆龙曲、尼洋河白水曲）进行了对比研究,结果表明堆龙曲的临界支撑流量（Qc）为0.0028m3/s,而白水曲为0.0085m3/s。另外,临界支撑流量可随水文气候条件而变化,湿润地区（白水曲）的临界支撑流量Qc要比半干旱地区（堆龙曲）的大。本文提出的临界支撑流量（CSD）概念和模型方法可以用于在复杂的地理区域确定河源的水文学指标,它也可以反映出不同地区水文气候变化对河流补给的影响。     

多层冷弯薄壁型钢结构住宅抗震性能分析

运用有限元分析软件SAP2000建立了不同层数的冷弯薄壁型钢结构住宅三维空间整体模型,分析了冷弯薄壁型钢结构住宅在抗震设防烈度为7、8度时的结构响应。结果表明,冷弯薄壁型钢结构整体性较好,层间位移角的峰值符合我国现行规范要求。在8度及以下抗震设防地区,所构建的冷弯薄壁型钢结构住宅体系可建到6层,限制高度为18m。