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硅外延生长反应腔内外延反应过程的数值仿真建模及实验研究
1
作者
邓世伟
沈文杰
+3 位作者
陈宇宏
白天
梅德庆
汪延成
《机械工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第5期209-218,共10页
硅外延片是大规模集成电路、半导体器件等的基础功能材料,是通过外延反应在单晶硅片上生长均匀的外延薄层。外延层的厚度和电阻率的均匀性控制是硅外延生长的关键技术难题,其生长质量受反应腔室的结构与热流场设计影响较大。基于单片式...
硅外延片是大规模集成电路、半导体器件等的基础功能材料,是通过外延反应在单晶硅片上生长均匀的外延薄层。外延层的厚度和电阻率的均匀性控制是硅外延生长的关键技术难题,其生长质量受反应腔室的结构与热流场设计影响较大。基于单片式硅外延生长反应腔室的结构,建立了反应腔内气体输运与外延反应的多物理场仿真模型,分析了腔室结构对热场分布均匀性的影响规律。随后通过数值仿真,研究了载气流量、进气梯度、基座转速等工艺参数对硅外延生长反应过程的影响。随后,开展了反应腔内多测点温度的测试实验,结果表明不同工艺条件下数值仿真预测的温度与实测的温度分布及变化规律相较一致,最大温度预测偏差<1.2%。基于仿真分析,获得了优化的外延生长工艺参数组合,并开展了200 mm硅外延生长反应实验,测试结果表明硅外延层的厚度不均匀性<0.76%,电阻率不均匀性<1.58%,满足集成电路硅片制造所需的外延层高品质生长要求。
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关键词
硅外延层
外延生长
化学气相沉积
热流场
反应
腔
室
原文传递
压水反应堆下腔室流动特性数值模拟分析
被引量:
5
2
作者
郭超
魏超
+2 位作者
田欣鹭
万霞
李铁萍
《核科学与工程》
CAS
CSCD
北大核心
2018年第3期353-358,共6页
压水反应堆冷却剂在下腔室内的流动间接影响着堆芯功率分布的变化,为了掌握某新型反应堆下腔室设计的内部冷却剂流动特性并获取重要的流动参数数据,采用ANSYS WORKBENCH建立了下腔室原型结构的三维全尺寸计算模型,利用计算流体力学程序...
压水反应堆冷却剂在下腔室内的流动间接影响着堆芯功率分布的变化,为了掌握某新型反应堆下腔室设计的内部冷却剂流动特性并获取重要的流动参数数据,采用ANSYS WORKBENCH建立了下腔室原型结构的三维全尺寸计算模型,利用计算流体力学程序CFX对冷却剂在下腔室内的流动过程进行了数值模拟,获得了最佳估算流量条件下的下腔室内部流场和压力场分布,以及下腔室出口区域的流量分配以及典型结构的压降。计算结果表明该反应堆下腔室的冷却剂出口流量整体分配均匀,但呈现从中心区域到边缘区域的缓慢衰减;内部冷却剂流动导致的最大压力出现在四个径向支承块位置;下腔室内部典型结构的流动阻力大小依次为二次支承组件,均流板和堆芯支承下板。
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关键词
反应
堆下
腔
室
流场
数值模拟
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职称材料
华龙一号反应堆下腔室结构优化设计
被引量:
1
3
作者
赵伟
李燕
+4 位作者
杜思佳
余志伟
夏欣
李浩
王尚武
《核动力工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第2期112-116,共5页
在华龙一号反应堆结构设计中,为提高反应堆结构的安全性,将堆芯测量探测器从反应堆下腔室引出改为从反应堆压力容器顶盖引出,下腔室结构发生改变,影响了堆芯入口流场的均匀性,故需要重新设计下腔室搅混结构以使流场分布均匀。通过对比...
在华龙一号反应堆结构设计中,为提高反应堆结构的安全性,将堆芯测量探测器从反应堆下腔室引出改为从反应堆压力容器顶盖引出,下腔室结构发生改变,影响了堆芯入口流场的均匀性,故需要重新设计下腔室搅混结构以使流场分布均匀。通过对比百万千瓦级国产化二代改进型压水堆(CNP1000)、百万千瓦级先进非能动型压水堆(AP1000)及欧洲先进压水堆(EPR)3种堆型反应堆下腔室结构,结合华龙一号自身下腔室结构特点,借鉴其他堆型以及提出新型结构,共提出了4种结构优化方案,分别对不同方案进行建模幵利用计算流体力学(CFD)分析软件进行计算,从结构、制造、安装及流场分析等方面对4种新型下腔室搅混结构和CNP1000下腔室搅混结构进行对比分析,得出采用流量分配板结构的反应堆下腔室搅混结构为最优方案,其既能均匀搅混下腔室流场,又能使堆芯入口流量分配均匀。
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关键词
华龙一号
反应
堆下
腔
室
结构优化
设计改进
原文传递
新型反应堆下腔室结构设计研究
4
作者
赵伟
李浩
+1 位作者
胡雪飞
邓朝俊
《广东化工》
CAS
2023年第7期135-138,共4页
在三代压水型反应堆华龙一号设计中,为了控制堆芯入口反应堆冷却剂流场的流速,在压力容器下封头设置堆芯流量分配结构,对下腔室的冷却剂进行流量分配。本文基于华龙一号反应堆下腔室流量分配结构,提出了一种新型的流量分配结构,对新型...
在三代压水型反应堆华龙一号设计中,为了控制堆芯入口反应堆冷却剂流场的流速,在压力容器下封头设置堆芯流量分配结构,对下腔室的冷却剂进行流量分配。本文基于华龙一号反应堆下腔室流量分配结构,提出了一种新型的流量分配结构,对新型结构进行建模并利用CFX方法开展了计算分析,通过与华龙一号现有结构的对比,分析认为新型流量分配结构可对进入下腔室的反应堆冷却剂进行充分搅混和流量分配,获得较均匀的堆芯入口流量分配效果,满足压水型反应堆堆芯入口流量分配设计准则,具有工程应用价值。
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关键词
反应
堆下
腔
室
流量分配
结构设计
仿真建模
流场分析
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职称材料
反应堆下腔室流量分配装置结构流场分析
5
作者
王鹏
于晓雷
《设备管理与维修》
2022年第15期29-33,共5页
反应堆下腔室流量分配装置是保证反应堆冷却剂经由下腔室进入堆芯得到合理分配的重要装置。为了全面了解反应堆冷却剂在反应堆下腔室内的流动特性,通过对华龙一号反应堆的下腔室的流量分配装置和一种新型阶梯型下腔室流量分配装置采用...
反应堆下腔室流量分配装置是保证反应堆冷却剂经由下腔室进入堆芯得到合理分配的重要装置。为了全面了解反应堆冷却剂在反应堆下腔室内的流动特性,通过对华龙一号反应堆的下腔室的流量分配装置和一种新型阶梯型下腔室流量分配装置采用三维流体计算软件FLUENT,分别进行完整压力容器下腔室流体域进行数值模拟分析,获得最佳估算流量条件下的下腔室流场分布和压力场分布、下腔室出口区域(即堆芯入口)的流量分配以及压降。
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关键词
华龙一号
反应
堆下
腔
室
堆芯流量分配
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职称材料
AP1000 ADS-4阀门夹带卸压实验模化分析
6
作者
孙都成
田文喜
+4 位作者
秋穗正
苏光辉
张鹏
刘建昌
马盈盈
《原子能科学技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2015年第2期285-291,共7页
本文对AP1000ADS-4阀门开启后反应堆冷却剂系统(RCS)的夹带卸压现象进行限直径、降高度、等物性模化分析。主要包含ADS-4阀门支管夹带模化、RCS降压模化及反应堆上腔室夹带沉积模化。通过选择合理的无量纲准则数和对守恒方程进行无量纲...
本文对AP1000ADS-4阀门开启后反应堆冷却剂系统(RCS)的夹带卸压现象进行限直径、降高度、等物性模化分析。主要包含ADS-4阀门支管夹带模化、RCS降压模化及反应堆上腔室夹带沉积模化。通过选择合理的无量纲准则数和对守恒方程进行无量纲分析,获得相关热工水力现象的模化准则,最终得到实验台架几何和热工水力参数。
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关键词
实验模化
ADS-4阀门支管夹带
RCS降压
反应
堆上
腔
室
夹带
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职称材料
题名
硅外延生长反应腔内外延反应过程的数值仿真建模及实验研究
1
作者
邓世伟
沈文杰
陈宇宏
白天
梅德庆
汪延成
机构
浙江大学流体动力基础件与机电系统全国重点实验室
浙江大学浙江省先进制造技术重点实验室
浙江晶盛机电股份有限公司
出处
《机械工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第5期209-218,共10页
基金
国家自然科学基金(52175522)
浙江省重点研发计划(2020C01034,2022C01041)资助项目。
文摘
硅外延片是大规模集成电路、半导体器件等的基础功能材料,是通过外延反应在单晶硅片上生长均匀的外延薄层。外延层的厚度和电阻率的均匀性控制是硅外延生长的关键技术难题,其生长质量受反应腔室的结构与热流场设计影响较大。基于单片式硅外延生长反应腔室的结构,建立了反应腔内气体输运与外延反应的多物理场仿真模型,分析了腔室结构对热场分布均匀性的影响规律。随后通过数值仿真,研究了载气流量、进气梯度、基座转速等工艺参数对硅外延生长反应过程的影响。随后,开展了反应腔内多测点温度的测试实验,结果表明不同工艺条件下数值仿真预测的温度与实测的温度分布及变化规律相较一致,最大温度预测偏差<1.2%。基于仿真分析,获得了优化的外延生长工艺参数组合,并开展了200 mm硅外延生长反应实验,测试结果表明硅外延层的厚度不均匀性<0.76%,电阻率不均匀性<1.58%,满足集成电路硅片制造所需的外延层高品质生长要求。
关键词
硅外延层
外延生长
化学气相沉积
热流场
反应
腔
室
Keywords
silicon epitaxy layer
epitaxial growth
chemical vapor deposition
heat flow field
reaction chamber
分类号
TN4 [电子电信—微电子学与固体电子学]
原文传递
题名
压水反应堆下腔室流动特性数值模拟分析
被引量:
5
2
作者
郭超
魏超
田欣鹭
万霞
李铁萍
机构
环境保护部核与辐射安全中心
出处
《核科学与工程》
CAS
CSCD
北大核心
2018年第3期353-358,共6页
基金
国家科技重大专项(2015ZX06002007-003)
文摘
压水反应堆冷却剂在下腔室内的流动间接影响着堆芯功率分布的变化,为了掌握某新型反应堆下腔室设计的内部冷却剂流动特性并获取重要的流动参数数据,采用ANSYS WORKBENCH建立了下腔室原型结构的三维全尺寸计算模型,利用计算流体力学程序CFX对冷却剂在下腔室内的流动过程进行了数值模拟,获得了最佳估算流量条件下的下腔室内部流场和压力场分布,以及下腔室出口区域的流量分配以及典型结构的压降。计算结果表明该反应堆下腔室的冷却剂出口流量整体分配均匀,但呈现从中心区域到边缘区域的缓慢衰减;内部冷却剂流动导致的最大压力出现在四个径向支承块位置;下腔室内部典型结构的流动阻力大小依次为二次支承组件,均流板和堆芯支承下板。
关键词
反应
堆下
腔
室
流场
数值模拟
Keywords
Lower plenum of reactor
Flow field
Numerical simulation
分类号
TL334 [核科学技术—核技术及应用]
下载PDF
职称材料
题名
华龙一号反应堆下腔室结构优化设计
被引量:
1
3
作者
赵伟
李燕
杜思佳
余志伟
夏欣
李浩
王尚武
机构
中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术重点实验室
出处
《核动力工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第2期112-116,共5页
文摘
在华龙一号反应堆结构设计中,为提高反应堆结构的安全性,将堆芯测量探测器从反应堆下腔室引出改为从反应堆压力容器顶盖引出,下腔室结构发生改变,影响了堆芯入口流场的均匀性,故需要重新设计下腔室搅混结构以使流场分布均匀。通过对比百万千瓦级国产化二代改进型压水堆(CNP1000)、百万千瓦级先进非能动型压水堆(AP1000)及欧洲先进压水堆(EPR)3种堆型反应堆下腔室结构,结合华龙一号自身下腔室结构特点,借鉴其他堆型以及提出新型结构,共提出了4种结构优化方案,分别对不同方案进行建模幵利用计算流体力学(CFD)分析软件进行计算,从结构、制造、安装及流场分析等方面对4种新型下腔室搅混结构和CNP1000下腔室搅混结构进行对比分析,得出采用流量分配板结构的反应堆下腔室搅混结构为最优方案,其既能均匀搅混下腔室流场,又能使堆芯入口流量分配均匀。
关键词
华龙一号
反应
堆下
腔
室
结构优化
设计改进
Keywords
HPR1000
Reactor lower plenum
Optimum structure
Design improvement
分类号
TM623 [电气工程—电力系统及自动化]
原文传递
题名
新型反应堆下腔室结构设计研究
4
作者
赵伟
李浩
胡雪飞
邓朝俊
机构
中国核动力研究设计院
核反应堆系统设计技术重点实验室
出处
《广东化工》
CAS
2023年第7期135-138,共4页
文摘
在三代压水型反应堆华龙一号设计中,为了控制堆芯入口反应堆冷却剂流场的流速,在压力容器下封头设置堆芯流量分配结构,对下腔室的冷却剂进行流量分配。本文基于华龙一号反应堆下腔室流量分配结构,提出了一种新型的流量分配结构,对新型结构进行建模并利用CFX方法开展了计算分析,通过与华龙一号现有结构的对比,分析认为新型流量分配结构可对进入下腔室的反应堆冷却剂进行充分搅混和流量分配,获得较均匀的堆芯入口流量分配效果,满足压水型反应堆堆芯入口流量分配设计准则,具有工程应用价值。
关键词
反应
堆下
腔
室
流量分配
结构设计
仿真建模
流场分析
Keywords
reactor lower chamber
flow distribution
structure design
simulation modeling
flow field analysis
分类号
TQ [化学工程]
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职称材料
题名
反应堆下腔室流量分配装置结构流场分析
5
作者
王鹏
于晓雷
机构
华龙国际核电技术有限公司
出处
《设备管理与维修》
2022年第15期29-33,共5页
文摘
反应堆下腔室流量分配装置是保证反应堆冷却剂经由下腔室进入堆芯得到合理分配的重要装置。为了全面了解反应堆冷却剂在反应堆下腔室内的流动特性,通过对华龙一号反应堆的下腔室的流量分配装置和一种新型阶梯型下腔室流量分配装置采用三维流体计算软件FLUENT,分别进行完整压力容器下腔室流体域进行数值模拟分析,获得最佳估算流量条件下的下腔室流场分布和压力场分布、下腔室出口区域(即堆芯入口)的流量分配以及压降。
关键词
华龙一号
反应
堆下
腔
室
堆芯流量分配
分类号
TL35 [核科学技术—核技术及应用]
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职称材料
题名
AP1000 ADS-4阀门夹带卸压实验模化分析
6
作者
孙都成
田文喜
秋穗正
苏光辉
张鹏
刘建昌
马盈盈
机构
西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室
西安交通大学核科学与技术学院
国家核电技术研发中心
出处
《原子能科学技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2015年第2期285-291,共7页
基金
大型先进压水堆核电站重大专项课题资助项目(2011ZX06004-007)
文摘
本文对AP1000ADS-4阀门开启后反应堆冷却剂系统(RCS)的夹带卸压现象进行限直径、降高度、等物性模化分析。主要包含ADS-4阀门支管夹带模化、RCS降压模化及反应堆上腔室夹带沉积模化。通过选择合理的无量纲准则数和对守恒方程进行无量纲分析,获得相关热工水力现象的模化准则,最终得到实验台架几何和热工水力参数。
关键词
实验模化
ADS-4阀门支管夹带
RCS降压
反应
堆上
腔
室
夹带
Keywords
experiment scaling
ADS-4branch line entrainment
RCS depressurization
reactor upper plenum entrainment
分类号
TL333 [核科学技术—核技术及应用]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
硅外延生长反应腔内外延反应过程的数值仿真建模及实验研究
邓世伟
沈文杰
陈宇宏
白天
梅德庆
汪延成
《机械工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
原文传递
2
压水反应堆下腔室流动特性数值模拟分析
郭超
魏超
田欣鹭
万霞
李铁萍
《核科学与工程》
CAS
CSCD
北大核心
2018
5
下载PDF
职称材料
3
华龙一号反应堆下腔室结构优化设计
赵伟
李燕
杜思佳
余志伟
夏欣
李浩
王尚武
《核动力工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019
1
原文传递
4
新型反应堆下腔室结构设计研究
赵伟
李浩
胡雪飞
邓朝俊
《广东化工》
CAS
2023
0
下载PDF
职称材料
5
反应堆下腔室流量分配装置结构流场分析
王鹏
于晓雷
《设备管理与维修》
2022
0
下载PDF
职称材料
6
AP1000 ADS-4阀门夹带卸压实验模化分析
孙都成
田文喜
秋穗正
苏光辉
张鹏
刘建昌
马盈盈
《原子能科学技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2015
0
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职称材料
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