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空间堆碱金属热电转换系统性能分析与优化 被引量：4
1
作者 张昊春 张秀 +2 位作者 刘秀婷 孔勃然 尹德状 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期277-284,共8页
随着深空探测的不断发展,作为最具发展潜力的动力能源之一,空间核动力系统的研究引起国内外学者广泛关注。空间核反应堆电源包含静态和动态转换两种方式,而在静态热电转换方式中,碱金属热电转换技术具有高效率、高功率密度和高比功率等... 随着深空探测的不断发展,作为最具发展潜力的动力能源之一,空间核动力系统的研究引起国内外学者广泛关注。空间核反应堆电源包含静态和动态转换两种方式,而在静态热电转换方式中,碱金属热电转换技术具有高效率、高功率密度和高比功率等优点,但其实际效率远低于理论水平,提高其效率等性能具有重要意义。本文采用碱金属热电转换系统的电特性模型和效率模型,探究BASE厚度、电流密度、高温区温度以及低温区温度对其效率和功率密度等性能的影响。在此基础上,以效率为优化目标,选取合适参数以获得较好的性能。 展开更多
关键词 碱金属热电转换 性能分析 BASE 优化
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基于广义等价理论CMFD加速的2D MOC/1D S_(N)算法的收敛性改进研究
2
作者 孔勃然 朱凯杰 +3 位作者 张汉 郝琛 郭炯 李富 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期45-53,共9页
基于广义等价理论的CMFD(GET-CMFD)方法具有较好的收敛性,并成功应用到基于轴向节块展开法(NEM)的2D/1D算法中。然而,当采用具有更高精度的离散纵标法(S_(N))作为轴向求解器时,2D/1D算法面临不收敛的问题。为了解决此问题,本文针对采用... 基于广义等价理论的CMFD(GET-CMFD)方法具有较好的收敛性,并成功应用到基于轴向节块展开法(NEM)的2D/1D算法中。然而,当采用具有更高精度的离散纵标法(S_(N))作为轴向求解器时,2D/1D算法面临不收敛的问题。为了解决此问题,本文针对采用各向同性泄漏项和各向异性泄漏项2种情况,对GET-CMFD中的轴向节块不连续因子(NDF)和轴向修正扩散因子(MDF)进行改进,同时对2D/1D耦合算法中关键的泄漏项分割技术的使用条件进行系统研究。计算结果显示:GET-CMFD方法中轴向NDF和轴向MDF采用2D MOC计算归并的通量进行计算,同时2D/1D算法中泄漏项采用最新更新的数值可以获得好的收敛性。泄漏项分割方法的使用条件采用出射角通量小于0修正可以在保证收敛性的同时降低精度损失。在一次2D/1D迭代过程内采用2次S_(N)计算可以在计算量几乎不提升的前提下,显著降低迭代次数,提高收敛性。通过对GET-CMFD方法,泄漏项分割技术使用条件以及迭代流程的改进,算法的收敛性可以得到明显提高。 展开更多
关键词 广义等价理论的CMFD 2D/1D 节块不连续因子(NDF) 修正扩散因子(MDF) 各向同性泄漏项 各向异性泄漏项 泄漏项分割方法
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基于精细燃耗历史及精细燃耗链的球床高温气冷堆燃耗不确定性分析
3
作者 崔梦蕾 郭炯 +4 位作者 王毅箴 刘保坤 孔勃然 朱凯杰 李富 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期9-14,共6页
球床高温气冷堆的燃料管理具有燃料球多次通过堆芯的特点,使得燃料元件经历的燃耗历史十分复杂。球床高温气冷堆堆芯物理设计程序VSOP可以提供燃料元件的精细燃耗历史,但仅包含少量燃耗链和核素种类。而清华大学自主开发的燃耗计算程序N... 球床高温气冷堆的燃料管理具有燃料球多次通过堆芯的特点,使得燃料元件经历的燃耗历史十分复杂。球床高温气冷堆堆芯物理设计程序VSOP可以提供燃料元件的精细燃耗历史,但仅包含少量燃耗链和核素种类。而清华大学自主开发的燃耗计算程序NUIT可实现精细燃耗计算,且包含完整燃耗链和核素信息,但不具备精细燃耗历史跟踪功能。本文基于NUIT,结合VSOP提供的球床高温气冷堆精细燃耗历史,开发了球床高温气冷堆堆芯的精细燃耗计算功能,搭建了带有精细燃耗历史模拟和精细燃耗链核素的燃耗分析流程,并实现燃耗不确定性分析功能。在此基础上研究了裂变产额不确定性对球床高温气冷堆燃耗计算不确定性的贡献,并与VSOP的计算结果进行对比。计算分析结果显示,基于NUIT的精细燃耗计算结果和VSOP的燃耗计算结果得到了相互验证,且可以得到更多的核素浓度信息,该计算结果是开展球床高温气冷堆衰变热不确定性研究的基础。 展开更多
关键词 球床高温气冷堆 精细燃耗计算 NUIT 燃耗不确定性分析
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高温气冷堆全耦合系统直接联立求解的方法研究和程序开发 被引量：1
4
作者 张汉 郭炯 +10 位作者 邬颖杰 王毅箴 刘保坤 崔梦蕾 孔勃然 朱凯杰 刘礼勋 江卓 窦沁榕 唐焕燃 李富 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期271-284,共14页
反应堆耦合计算是对现有反应堆各领域数值技术的融合、集成和提升,完整的反应堆核电站系统同时具有多种耦合机制,是一个超大规模非线性强耦合系统,以JFNK/NK为代表的直接联立方法是极具潜力的发展方向。本文在综述国内外反应堆耦合计算... 反应堆耦合计算是对现有反应堆各领域数值技术的融合、集成和提升,完整的反应堆核电站系统同时具有多种耦合机制,是一个超大规模非线性强耦合系统,以JFNK/NK为代表的直接联立方法是极具潜力的发展方向。本文在综述国内外反应堆耦合计算研究的基础上,介绍了清华大学核能与新能源技术研究院在高温气冷堆核电站全耦合直接联立求解方法及程序开发方面的研究工作。针对高温气冷堆多物理、多尺度、多部件、多回路、多模块的耦合特点,首次提出了非线性消去直接联立方法等关键技术,研发可以描述多层级耦合结构的统一耦合平台框架,已形成多个中间版本的程序。 展开更多
关键词 多物理 多尺度 多部件 多回路 多模块 高温气冷堆 JFNK NK
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改进泄漏项分割技术的二维/一维耦合方法 被引量：1
5
作者 孔勃然 朱凯杰 +5 位作者 刘保坤 张汉 郭炯 郝琛 侯捷 李富 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第12期1813-1818,共6页
泄漏项是二维/一维耦合计算方法的关键要素。为了在不显著提高计算负担的同时提高精度,本文提出了改进的泄漏项分割技术来解决负角通量问题。采用了方位角傅里叶级数展开的方法处理各向异性泄漏项,泄漏项的存在可能导致二维输运计算的... 泄漏项是二维/一维耦合计算方法的关键要素。为了在不显著提高计算负担的同时提高精度,本文提出了改进的泄漏项分割技术来解决负角通量问题。采用了方位角傅里叶级数展开的方法处理各向异性泄漏项,泄漏项的存在可能导致二维输运计算的角通量为负值,进而导致迭代发散。该方法更好地解决了二维方程和一维方程的一致性问题,相比于传统修正方法具有更好的精度和收敛性。 展开更多
关键词 二维/一维耦合计算 傅里叶级数展开 各向异性泄漏项 泄漏项分割技术 负源项 负角通量 收敛性 精度
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