三维堆芯功率能力验证保守性分析

介绍了CPR1000电厂目前使用的三维功率能力验证方法,从输入假设和计算过程两个方面入手,详细说明论证方法存在的保守性,得出输入假设的不确定性需要重新进行确定,分析过程中可以去掉1.04的保守因子;计算过程也需要考虑实际运行区域,减少不可能出现的工况,即缩小分析区域。当换料设计的计算结果超限时,或者堆芯偏离核态沸腾比裕量不足时,可以通过减小运行区域和修改焓升因子的计算假设来挖掘裕量以满足安全要求。     

引入固体颗粒强化膜态沸腾换热的机理分析

本文针对热轧棒材生产过程中穿水冷为背景,以热力学分析为基础,讨论了冷却介质中掺入固体颗粒后出现的强化沸腾换热的机理。认为固相颗粒的引入在汽化和凝结过程中形成了非均态核化中心,增加了核化几率,提高了膜内的扩散速率;固体颗粒的存在使得水膜减薄,汽泡的寿命缩短,甚至改变局部传热状态由膜态沸腾转变为核态沸腾。得出了固体颗粒携带水膜穿入蒸汽膜的必要条件是水与固体颗粒的润湿角θ<75°。     

功率控制棒棒位标定试验堆芯过热分析

核电机组在并网前的启动物理试验,需要完成一次功率控制棒负荷曲线标定试验（RGL04试验）。试验的内容是通过快速降负荷来校核事先输入的功率棒棒位与汽轮机负荷的对应关系曲线（G9曲线）。宁德、阳江等CPR1000机组在该试验中先后出现堆芯过热较大现象,对可能导致试验过程中堆芯过热的各种因素进行了分析与评估,通过计算等温温度系数理论值来预测堆芯的过热度,并给出了过插控制棒的建议措施来降低试验中堆芯的过热度。     

功率控制棒棒位标定试验堆芯过热分析

核电机组在并网前的启动物理试验,需要完成一次功率控制棒负荷曲线标定试验（RGL04试验）。试验的内容是通过快速降负荷来校核事先输入的功率棒棒位与汽轮机负荷的对应关系曲线（G9曲线）。宁德、阳江等CPR1000机组在该试验中先后出现堆芯过热较大现象,对可能导致试验过程中堆芯过热的各种因素进行了分析与评估,通过计算等温温度系数理论值来预测堆芯的过热度,并给出了过插控制棒的建议措施来降低试验中堆芯的过热度。     

基于定流量和定功率方法的火电机组节能分析

本文通过对回热加热器直接建立热量和质量平衡矩阵方程,简捷方便地建立了全面性热力系统的定流量矩阵方程。经过严格的数学推导,首次由定流量矩阵方程得出定功率矩阵方程,证明了两者之间的必然联系。并应用定流量矩阵方程、定流量等效焓降、定功率矩阵方程和热耗变换系数这四种方法分析辅助汽水回收、余热利用等节能手段对热力系统热经济性的影响,通过精确计算,论证这四种方法的一致性和准确性。     

复杂网络中最小K-核节点的传播能力分析

K-核分解方法对于识别复杂网络传播动力学中最重要节点具有重要的价值, 然而该方法无法对复杂网络中大量最小K-核节点的传播能力进行准确度量. 本文主要考察最小K-核节点的传播行为, 利用其邻居的K-核信息, 提出一种度量这类节点传播能力的方法. 实证网络数据集的传播行为仿真结果表明, 该方法与度、介数等指标相比更能准确度量最小K-核节点的传播能力. 关键词： 复杂网络 传播能力 K-核分解 最小K-核节点     

堆芯三维在线监测系统SOPHORA的实现与验证

SOPHORA是中广核集团自主研发的基于堆内固定式探测器（FID）的堆芯三维在线监测系统。根据测量的FID读数和堆芯状态参数,结合堆芯核设计软件COCO和热工子通道分析软件LINDEN,SOPHORA重构出最佳估算的三维功率分布,并给出功率峰值裕量和热工DNB裕量等重要运行参数。以某三环路电站的可移动式探测器（MID）实际测量数据为基础,模拟FID测量数据作为SOPHORA的输入。从SOPHORA的功率峰值（Fq,Fdh,Fz,DNBR）的输出结果与中广核集团自主研发的MAPLE通量图处理软件的实测功率峰值进行对比,Fq,Fdh,Fz的平均偏差分别为0.7%,0.13%,0.4%,DNBR的最大偏差仅1.4%,该结果表明,SOPHORA的堆芯三维功率重构的结果是合理可信的。     

堆芯三维在线监测系统SOPHORA的实现与验证

SOPHORA是中广核集团自主研发的基于堆内固定式探测器（FID）的堆芯三维在线监测系统。根据测量的FID读数和堆芯状态参数,结合堆芯核设计软件COCO和热工子通道分析软件LINDEN,SOPHORA重构出最佳估算的三维功率分布,并给出功率峰值裕量和热工DNB裕量等重要运行参数。以某三环路电站的可移动式探测器（MID）实际测量数据为基础,模拟FID测量数据作为SOPHORA的输入。从SOPHORA的功率峰值（Fq,Fdh,Fz,DNBR）的输出结果与中广核集团自主研发的MAPLE通量图处理软件的实测功率峰值进行对比,Fq,Fdh,Fz的平均偏差分别为0.7%,0.13%,0.4%,DNBR的最大偏差仅1.4%,该结果表明,SOPHORA的堆芯三维功率重构的结果是合理可信的。     

采用MCNP模拟及落棒法刻度CMRR控制棒价值

反应堆控制棒是核反应堆紧急控制和功率调节所不可缺少的控制部件,控制棒价值直接关系反应堆的停堆深度。采用MCNP和ORIGEN程序对CMRR反应堆全堆芯三维详细建模计算,并分别利用落棒法、逆动态法对控制棒积分价值、微分价值进行刻度,理论与实验吻合较好。单根安全棒的积分价值约大于4%Δk/k,事故工况下卡一根安全棒的停堆深度仍然大于10%Δk/k,验证了堆芯物理设计,保障了CMRR反应堆的运行安全。     

3D track reconstruction capability of a silicon hybrid active pixel detector

Timepix3 detectors are the latest generation of hybrid active pixel detectors of the Medipix/Timepix family. Such detectors consist of an active sensor layer which is connected to the readout ASIC (application specific integrated circuit), segmenting the detector into a square matrix of 256 \(\times \) 256 pixels (pixel pitch 55 \(\upmu \)m). Particles interacting in the active sensor material create charge carriers, which drift towards the pixelated electrode, where they are collected. In each pixel, the time of the interaction (time resolution 1.56 ns) and the amount of created charge carriers are measured. Such a device was employed in an experiment in a 120 GeV/c pion beam. It is demonstrated, how the drift time information can be used for “4D” particle tracking, with the three spatial dimensions and the energy losses along the particle trajectory (dE/dx). Since the coordinates in the detector plane are given by the pixelation (x,y), the x- and y-resolution is determined by the pixel pitch (55 \(\upmu \)m). A z-resolution of 50.4 \(\upmu \)m could be achieved (for a 500 \(\upmu \)m thick silicon sensor at 130 V bias), whereby the drift time model independent z-resolution was found to be 28.5 \(\upmu \)m.     

三维形貌柔性测量系统标定方法及验证

为了避免机器人模型误差对三维形貌柔性测量系统手眼标定的影响,对手眼关系的标定方法进行了研究。提出了一种融合特征点拟合的手眼标定方法。将三维形貌扫描仪安装在工业机器人末端搭建三维形貌柔性测量系统。标定时,首先利用激光跟踪仪对工业机器人末端法兰盘坐标系进行测量,得到两者转换关系;然后,利用三维形貌扫描仪和激光跟踪仪对空间固定的特征点组进行测量,利用特征点约束和基于罗德里格矩阵的算法求解两者转换关系即可间接地求解出手眼关系。基于ATOS三维扫描仪、安川HP20D机器人和API公司生产的激光跟踪仪进行了手眼标定实验,并进行了精度验证。结果表明:标定后的三维形貌柔性测量系统,其重复性测量精度(3σ)不超过0.1 mm,长度测量精度的均方根误差在0.2 mm以内,点云拼接精度优于±0.7 mm。该方法有效避免了传统手眼标定过程中会引入机器人模型误差的问题,在求解手眼关系解时采用了线性的解法,并且适用于三维形貌柔性测量系统。     

一维守恒的Lagrangian ADER格式

基于欧拉框架下ADER格式,构造一维守恒只有一个时间步的、高精度中心型拉格朗日ADER(LADER)格式.构造r阶LADER格式包括:从欧拉方程出发推导拉格朗日框架下积分形式的方程、采用WENO方法高精度重构节点处守恒量和从1阶到r-1阶的空间导数、求拉氏框架下这些变量的Godunov值,并计算1阶到r-1阶的时间全导数,最后高精度离散积分形式的流通量函数.对光滑流场的模拟表明,LADER格式达到设计的精度;对含强间断的流场模拟表明,数值解在间断附近基本无振荡.     

基于NEPTUNE3D开展的脉冲功率装置汇流区三维PIC数值模拟

大型脉冲功率装置真空汇流区的电子输运过程对于电流汇聚有重要的影响,在高性能计算集群的帮助下,使用NEPTUNE3D软件开展三维全电磁PIC模拟进行了研究,模拟区域（34 cm×34 cm×18 cm）包括双层柱-孔盘旋（DPHC）结构和部分内、外磁绝缘传输线等关键位置。计算结果清晰地展示了零磁位区分布和电子输运轨迹,电子主要由外磁绝缘传输线阴极表面发射,在洛伦兹力作用下向中心漂移并损失在零磁位区处;对电子能量沉积的统计结果表明,受电子流轰击最严重的位置在DPHC结构下层阳极柱表面,来自大型脉冲功率装置的实验结果证实了上述结论。根据计算结果,最大电流损失率（437 kA,27%）发生在电流传输的早期时刻（～15 ns）,而电流峰值时刻损失率则仅有0.48%,此时磁绝缘已完全生效,表明DPHC结构在峰值电流的汇聚与传输上有很高的效率。     

常用微波衰减器脉冲功率容量测试

提出了一种微波衰减器脉冲功率容量的测试方法,该方法可概括为利用定向耦合器组测试比对法,测试系统主要由微波源、定向耦合器组、衰减器、检波器及示波器等器件及设备组成。选取了广泛应用于高功率微波测试系统的波导衰减器及同轴衰减器进行了功率容量测试。初步测试结果表明:在X波段,对于μs量级脉冲宽度的单脉冲,衰减材料为羟基铁的BJ-100矩形波导式衰减器的脉冲功率容量可达50 kW,厚膜电阻为衰减材料的N型接头的同轴式衰减器的功率容量可达10 kW以上。     

Generalized balanced power diagrams for 3D representations of polycrystals

Characterizing the grain structure of polycrystalline material is an important task in material science. The present paper introduces the concept of generalized balanced power diagrams as a concise alternative to voxelated mappings. Here, each grain is represented by (measured approximations of) its centre of mass position, its volume and, if available, and by its second-order moments (in the non-equiaxed case). Such parameters may be obtained from 3D X-ray diffraction. As the exact global optimum of our model results from the solution of a suitable linear programme it can be computed quite efficiently. Based on verified real-world measurements, we show that from the few parameters per grain (3, respectively, 6 in 2D and 4, respectively, 10 in 3D) we obtain excellent representations of both equiaxed and non-equiaxed structures. Hence our approach seems to capture the physical principles governing the forming of such polycrystals in the underlying process quite well.