Evolution of helium bubbles in nickel-based alloy by post-implantation annealing

Nickel-based alloys have been considered as candidate structural materials used in generation IV nuclear reactors serving at high temperatures. In the present study, alloy 617 was irradiated with 180-keV helium ions to a fluence of 3.6×10¹⁷ ions/cm² at room temperature. Throughout the cross-section transmission electron microscopy (TEM) image, numerous over-pressurized helium bubbles in spherical shape are observed with the actual concentration profile a little deeper than the SRIM predicted result. Post-implantation annealing was conducted at 700 ℃ for 2 h to investigate the bubble evolution. The long-range migration of helium bubbles occurred during the annealing process, which makes the bubbles of the peak region transform into a faceted shape as well. Then the coarsening mechanism of helium bubbles at different depths is discussed and related to the migration and coalescence (MC) mechanism. With the diffusion of nickel atoms slowed down by the alloy elements, the migration and coalescence of bubbles are suppressed in alloy 617, leading to a better helium irradiation resistance.     

并联直流蒸发管内两相流密度波不稳定性研究

首先用Khabenskii方法预测了并联蒸发管内的两相流动不稳定边界,发现当出口为过热蒸汽时Khabenskii方法预测值与实验值有较大偏差,最高达80%。然后采用RELAP5/MOD3.4程序模拟垂直并联蒸发管道的流动工况,得到的流量脉动特性与实验值能较好地吻合,同时其预报的两相流不稳定边界也与实验结果很好吻合,误差在25%以内.最后用RELAP5/MOD3.4程序分析了质量流速、入口阻力、出口阻力、入口过冷度、入口压力等因素对并联直流蒸发管内两相流动不稳定性的影响。     

基于有限元分析的高温气冷堆石墨颗粒碰壁过程研究

石墨颗粒碰壁过程的研究对定量计算高温气冷堆颗粒沉积率十分重要。本文基于有限元方法,利用ABAQUS软件对球形颗粒碰壁进行数值计算。仅考虑弹性变形时,计算结果与Hertz模型高度吻合.当考虑塑性变形导致的能量耗散时,计算得到的速度恢复系数变化趋势与实验数据吻合一致,但整体数值偏低,引入等效屈服强度概念后吻合较好.结果表明有限元方法数值计算颗粒碰壁准确可行,可为研究高温气冷堆石墨颗粒碰壁数值计算提供新的思路和方法。     

泵驱动两相系统流动稳定性的时域理论研究

蒸汽发生器中可能出现的两相流不稳定现象会导致二回路流量、压力和温度的脉动,不仅干扰控制系统,还可能引起传热管热疲劳损坏.首先,采用集总参数法和小扰动线性化方法,建立了由泵驱动的两相系统的时域理论模型.然后对比分析了泵驱动边界条件和恒定压降边界条件,以及泵特性曲线的斜率对系统稳定性的影响.结果 表明,随着泵特性曲线斜率绝...     

针对裂尖变形场测量的包络单元局部数字图像相关方法

使用数字图像相关(DIC)方法测量平滑、准确的裂纹尖端位移场和应变场是学术界难题之一。目前常用的方法为基于子区的局部DIC方法,但其子区跨裂纹计算的结果无意义。经过改进的基于子区分割的DIC方法降低了子区内像素点数量,导致精度降低。提出一种基于Hermite单元的局部DIC(HELDIC)方法,依次分块计算感兴趣区域(ROI),利用较大单元包络分块区域剔除单元边界精度较低的数据,通过调整Hermite单元位置使得剔除的数据量最少,再使用所提改进的逐点最小二乘(PLS)方法平滑分块的位移场并得到应变场,从而提高裂纹尖端应变场的平滑度和精确度。实验结果表明,所提方法与传统局部DIC方法相比获得的变形场距离裂纹尖端及裂纹面更近,且在给定的单元和子区大小下的应变场平均误差降低30%以上,是计算裂尖变形场的有效方法。     

高温气冷堆堆芯球床流动与温度分布均匀性研究

由于燃料球的随机分布和球床的壁面效应,球床式高温气冷堆堆芯孔隙率分布会有一定的不均匀性。深入认识壁面漏流、随机孔隙率对球床温度分布均匀性的影响对进一步提高高温气冷堆冷却剂出口温度及其安全性具有重要意义。本文采用多孔介质模型实现了对堆芯球床壁面漏流、随机孔隙率效应的数值模拟。结果表明,由于壁面漏流效应,壁面附近局部区域冷却剂最大速度会比中心高50%,对球床温度影响则不大。中心区域局部极小、极大孔隙率只对很小区域内流速和温度有影响,但温度变化幅值很小。球床中心随机孔隙率使冷却剂速度波动小于13%,对球床温度影响很小。     

气体横掠顺排管束流动特性实验研究

螺旋管式换热器换热系数高且结构紧凑，被用于高温气冷堆蒸汽发生器及中间换热器。这类换热器壳侧为有壁面包围的横掠管束流动，而壁面的存在会对横掠管束流动产生一定影响。本文中采用分裂式热膜测量了不同管距管径比(P/D)和不同雷诺数(Re)下横掠顺排管束流动管间和管后的速度分布。讨论了流动充分发展区域P/D、Re对管间和管后时均速度分布的影响。然后分析了P/D、Re对管间和管后雷诺正应力分布的影响。选取Re=35875的结果，从频谱角度分析了产生不同雷诺正应力分布的原因，并比较了P/D对管间速度频谱的影响。