基于CFD方法的核动力系统热工安全特性研究进展 被引量：17

1

作者 田文喜 王明军 +1 位作者 秋穗正 苏光辉 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期1968-1982,共15页

西安交通大学核反应堆热工水力团队(XJTU-NuTheL)长期致力于计算流体动力学(CFD)方法的核动力系统高精度热工水力模型开发及应用方面的研究。近些年,团队在单相CFD工程应用、两相CFD模型开发、大涡模拟(LES)及直接数值模拟(DNS)高性能... 西安交通大学核反应堆热工水力团队(XJTU-NuTheL)长期致力于计算流体动力学(CFD)方法的核动力系统高精度热工水力模型开发及应用方面的研究。近些年,团队在单相CFD工程应用、两相CFD模型开发、大涡模拟(LES)及直接数值模拟(DNS)高性能并行计算、跨尺度多物理场耦合等方面取得了系列研究成果。主要包括:构建了核反应堆压力容器、蒸汽发生器、非能动余热排出系统换热器等核动力系统关键设备的三维多孔介质热工水力计算模型,建立了复杂物理现象及运动瞬变工况下的两相CFD数学物理模型,开发了CFD程序与核反应堆系统程序、堆芯子通道程序之间的跨尺度耦合以及与中子物理、力学程序之间的多物理场耦合分析平台。本文将重点阐述XJTU-NuTheL基于CFD方法在核反应堆热工水力研究方面的最新成果及进展,并提出CFD方法在核反应堆工程领域应用的主要挑战及发展方向,旨在促进CFD方法更好地服务于核动力系统设计与运行安全分析。 展开更多

关键词 计算流体力学 热工水力 核动力系统 数值计算

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国外可移动式小型核反应堆动力系统的应用研究 被引量：8

2

作者 黄海 徐明 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 1995年第5期401-406,共6页

简要介绍了可移动式小型核反应堆动力系统在太空系统、常规潜艇和多功能民用船舶等领域的最新应用研究，综述了ＳＰ－１００（美国）、ＴＯＰＡＺ－２（俄罗斯）、ＥＲＡＴＯ－２０（法国）、ＡＭＰＳ－Ⅱ和ＡＭＰＳ－Ｉ（加拿大），以... 简要介绍了可移动式小型核反应堆动力系统在太空系统、常规潜艇和多功能民用船舶等领域的最新应用研究，综述了ＳＰ－１００（美国）、ＴＯＰＡＺ－２（俄罗斯）、ＥＲＡＴＯ－２０（法国）、ＡＭＰＳ－Ⅱ和ＡＭＰＳ－Ｉ（加拿大），以及ＤＲＸ（日本）等小型核反应堆动力系统．研究表明：可移动式小型核反应堆动力系统以其独特的优点，将被用于２１世纪的太空系统、常规潜艇和多功能民用船舶． 展开更多

关键词 反应堆 可移动式 核动力系统

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压水堆核动力系统模糊控制研究 被引量：5

3

作者 刘胜智 崔震华 +1 位作者 尤洪君 张乃尧 《核科学与工程》 CSCD 北大核心 2003年第1期9-13,31,共6页

采用自调节模糊控制方法对压水堆核动力系统进行了模糊控制研究。建立了主要控制参数的模糊控制子系统 ,并实现了核动力系统的整体模糊控制。仿真表明 ,与传统PID控制系统相比 ,模糊控制系统能达到更好的控制效果 。

关键词 压水堆 核动力系统 模糊控制 PID控制系统

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球床堆在空间核动力系统中的应用 被引量：7

4

作者 游尔胜 石磊 +1 位作者 郑艳华 张作义 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第B05期75-80,共6页

球床堆以高温气冷堆技术为基础,采用TRISO型包覆燃料颗粒,堆芯出口温度不受常规燃料元件包壳和冷却剂相变等因素限制,是一种理想的超高温空间热源。根据具体的空间核能需求,气体冷却剂可选用氢气或氦、氙惰性气体,其中氢气由于摩尔质量... 球床堆以高温气冷堆技术为基础,采用TRISO型包覆燃料颗粒,堆芯出口温度不受常规燃料元件包壳和冷却剂相变等因素限制,是一种理想的超高温空间热源。根据具体的空间核能需求,气体冷却剂可选用氢气或氦、氙惰性气体,其中氢气由于摩尔质量小、比冲大等特点,一般用在核热推进中。本文重点关注空间核电源及核电推进方面的应用,在调研国外空间核动力系统研究进展的基础上,对球床堆的概念设计方案、技术特点、堆芯结构布置、能量转换系统等进行简要介绍。结果表明,球床堆结合气体布雷顿循环可满足空间MW级电力需求,且系统比功率可达100 We/kg以上,具有明显的经济竞争优势,在空间技术应用中具有广阔的发展前景。 展开更多

关键词 球床堆 核动力系统 概念设计 空间应用

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优化的灰色模型在核动力系统管道腐蚀速率预测中的应用 被引量：5

5

作者 陈永红 张大发 +1 位作者 陈登科 江玮 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期707-710,共4页

针对灰色理论模型GM(1,1)预测时误差较大,提出了一种新的预测方法———优化灰色理论预测方法。并把该方法应用到核动力系统管道腐蚀速率的预测。通过与多种预测方法的实际比较证明,该方法是正确、有效的。同时,通过对管道腐蚀速率的预... 针对灰色理论模型GM(1,1)预测时误差较大,提出了一种新的预测方法———优化灰色理论预测方法。并把该方法应用到核动力系统管道腐蚀速率的预测。通过与多种预测方法的实际比较证明,该方法是正确、有效的。同时,通过对管道腐蚀速率的预测,对核动力系统管道在复杂条件下的维修和保养提供了有力的依据。 展开更多

关键词 优化的灰色理论 腐蚀速率 核动力系统 预测

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核动力系统工程与电厂分析仿真机的发展 被引量：6

6

作者 董玉杰 《计算机仿真》 CSCD 1998年第1期49-53,共5页

根据２００ＭＷ核供热堆紧凑型仿真机的研究工作需要，在系统调研了主要核电国家仿真机研究发展状况的前提下．从计算机系统、热工水力学模型、数值求解方法、程序设计语言、人机界面设计、功能与用途等方面．对核动力系统的工程与电厂... 根据２００ＭＷ核供热堆紧凑型仿真机的研究工作需要，在系统调研了主要核电国家仿真机研究发展状况的前提下．从计算机系统、热工水力学模型、数值求解方法、程序设计语言、人机界面设计、功能与用途等方面．对核动力系统的工程与电厂分析仿真机的研究发展趋势做了详细分析。 展开更多

关键词 核动力系统 核电厂 电厂 仿真机

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基于高斯滤波与帧差法的核动力系统蒸汽泄漏检测

7

作者 刘杰 袁凯 +4 位作者 周苏婷 张林 曾久晟 聂常华 黄彦平 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期229-233,共5页

核动力系统内部存在高温高压蒸汽,一旦发生泄漏,轻则导致系统功能丧失,重则造成人员伤亡,因此开展核动力系统蒸汽泄漏检测工作迫在眉睫。当前,蒸汽泄漏主要通过压力表进行检测,若系统压力较高时出现微小泄漏,其压力减小量不足以引起运... 核动力系统内部存在高温高压蒸汽,一旦发生泄漏,轻则导致系统功能丧失,重则造成人员伤亡,因此开展核动力系统蒸汽泄漏检测工作迫在眉睫。当前,蒸汽泄漏主要通过压力表进行检测,若系统压力较高时出现微小泄漏,其压力减小量不足以引起运行人员重视,以致于无法及时发现蒸汽泄漏,因此该检测方法存在一定弊端。本文引入计算机视觉技术对核动力系统进行监测,采用帧差法对蒸汽泄漏进行检测,结果表明,该方法针对帧率小于26的蒸汽泄漏检测视频,在泄漏初期就能有效检测出蒸汽泄漏,并进行预警。该方法的提出为核动力系统蒸汽泄漏检测提供了一种新思路且能够有效应用于工程领域,同时也为其它领域高温高压介质的泄漏检测提供参考。 展开更多

关键词 高温高压 核动力系统 蒸汽泄漏 帧差法 检测

原文传递

基于数据驱动的核动力系统异常检测及分析方法研究 被引量：5

8

作者 王晓龙 张永发 +3 位作者 刘忠 蔡琦 赵鑫 郑锦涛 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期149-155,共7页

针对核动力系统在线异常检测存在故障样本稀少且不完备的现实问题,借鉴安全运行域的概念,基于逻辑距离计算的思路,提出一种基于正常运行数据驱动的核动力系统异常检测方法,并以某核动力系统常用运行工况历史数据为对象,对算法进行了试... 针对核动力系统在线异常检测存在故障样本稀少且不完备的现实问题,借鉴安全运行域的概念,基于逻辑距离计算的思路,提出一种基于正常运行数据驱动的核动力系统异常检测方法,并以某核动力系统常用运行工况历史数据为对象,对算法进行了试验验证。结果表明,设计算法能有效检测系统异常和故障,具有良好的可靠性和可解释性,并且检测力度具有可调节性。 展开更多

关键词 异常检测 核动力系统 数据驱动 安全运行域 逻辑距离

原文传递

核动力系统神经网络故障诊断专家系统研究 被引量：4

9

作者 梁洁 蔡琦 王晓龙 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第8期1479-1485,共7页

以核动力系统故障诊断专家系统所存储的产生式规则库为依据,构造专家系统人工神经网络模块,建立具有并行推理能力的神经网络推理机制和实例学习能力的知识获取机制。在此基础上,建立了针对所构建神经网络的推理解释机制。系统融合了传... 以核动力系统故障诊断专家系统所存储的产生式规则库为依据,构造专家系统人工神经网络模块,建立具有并行推理能力的神经网络推理机制和实例学习能力的知识获取机制。在此基础上,建立了针对所构建神经网络的推理解释机制。系统融合了传统专家系统和神经网络各自优势,能高效、准确地进行实例推理、诊断解释并能有效地从实例中获取知识。 展开更多

关键词 核动力系统 产生式规则 感知器 专家系统 最大间隔法

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基于距离-余弦相似度的核动力系统异常诊断方法

10

作者 刘昕昕 于雷 +1 位作者 王晓龙 郝建立 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第S01期193-197,共5页

提出基于距离-余弦相似度的核动力系统异常诊断方法并利用实际运行数据进行验证。结果表明,该方法能够有效诊断出是测量装置异常还是系统运行故障,该方法保证了测量参数的有效性,诊断结果更加可靠。该方法具有较好的应用价值,能够为操... 提出基于距离-余弦相似度的核动力系统异常诊断方法并利用实际运行数据进行验证。结果表明,该方法能够有效诊断出是测量装置异常还是系统运行故障,该方法保证了测量参数的有效性,诊断结果更加可靠。该方法具有较好的应用价值,能够为操纵员的决策与行动提供帮助,减轻工作压力,有利于其采取更加合理的措施。 展开更多

关键词 欧氏距离 余弦相似度 核动力系统 异常诊断

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核动力系统运行工况预判的深度学习方法研究

11

作者 梁彪 黄涛 +3 位作者 袁鹏 刘永超 王博 谭思超 《核科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期944-951,共8页

为建立核动力系统运行工况的高精度实时判别与运行监测参数的长时间在线预测方法,本研究基于神经网络模型,针对核动力系统运行状态预判开展了两方面工作。首先,基于核动力系统过去15个时间步(步长1 s)的监测参数变化,对运行工况进行实... 为建立核动力系统运行工况的高精度实时判别与运行监测参数的长时间在线预测方法,本研究基于神经网络模型,针对核动力系统运行状态预判开展了两方面工作。首先,基于核动力系统过去15个时间步(步长1 s)的监测参数变化,对运行工况进行实时诊断判别,同时,采用搜索算法对判别模型的参数进行优化,提高模型对运行工况的识别精度;之后,对核动力系统的关键运行参数进行超前预测。结果表明:优化后模型的诊断判别准确率稳定在0.99以上;在100个时间步的长时间序列下能够实现对于参数变化趋势的有效预测;对比支持向量机、K-近邻、多层前馈等多种经典的算法可知,改进的循环网络——注意力机制网络联合模型在核动力系统的运行预判方面表现优异。本研究所建立的运行工况预判方法可为保障核动力系统安全运行的辅助判断决策与超实时监测感知提供工程应用参考。 展开更多

关键词 核动力系统 工况判别 运行预测 神经网络

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基于时间卷积胶囊网络的核动力装置事故诊断技术研究

12

作者 邓强 王航 +2 位作者 彭敏俊 王晓昆 徐仁义 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期302-312,共11页

核动力装置是复杂的系统工程且具有潜在的放射性危险,因此要及时发现并处理其事故问题,避免造成严重后果。为建立核动力装置事故诊断方法,对操纵员的安全分析提供新的辅助手段,提出了一种基于时间卷积胶囊网络的核动力装置事故诊断方法... 核动力装置是复杂的系统工程且具有潜在的放射性危险,因此要及时发现并处理其事故问题,避免造成严重后果。为建立核动力装置事故诊断方法,对操纵员的安全分析提供新的辅助手段,提出了一种基于时间卷积胶囊网络的核动力装置事故诊断方法。首先通过时间卷积核提取数据的时序信息,并降低计算难度,然后通过胶囊网络挖掘数据的深度向量特征,能够最大化利用运行信息中的数据特征,在事故数据较少的情况下也能得到很好的收敛效果,最后通过核动力装置全范围仿真模拟机获取事故仿真数据对模型进行训练和测试。研究结果表明,在核动力模拟机事故数据较少的情况下,相比于传统的深度学习方法,时间卷积胶囊网络模型有更好的收敛效果和诊断准确性。 展开更多

关键词 核动力系统 事故诊断 胶囊网络 时间卷积网络

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模糊逻辑控制在核动力系统中的应用和问题探讨 被引量：3

13

作者 瞿小龙 崔震华 +1 位作者 王勇 张乃尧 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第2期160-163,共4页

模糊逻辑控制(FLC)在核动力系统中的应用研究表明,FLC对核动力系统的智能化和全自动化控制而言,是一种有效而可行的先进控制方法。本文对此方面的研究成果进行了全面回顾和总结,并探讨了FLC应用研究和实践中需要重点解决的问题。

关键词 模糊逻辑控制 核动力系统 智能化 全自动化

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废物处理与管理信息化建设探讨与实践 被引量：2

14

作者 孔劲松 余刃 +1 位作者 郭卫群 项新民 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期180-184,共5页

探讨核动力系统废物处理与管理信息化建设的目标、内容和要求,以及在系统设计和开发过程中所遵循的一些思路和做法。结合某废物处理设施信息化建设的工程实践及建设过程中的一些关键问题,介绍信息系统的组成和体现结构。

关键词 核动力系统 放射性废物处理 信息管理系统

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西安交通大学核电厂系统与设备课程教学研究与实践 被引量：2

15

作者 田文喜 张亚培 +2 位作者 陈荣华 秋穗正 苏光辉 《大学教育》 2018年第8期52-54,共3页

核动力系统与设备是核工程与核技术专业最重要的一门专业核心课程。西安交通大学在核动力系统与设备课程教学方面进行了改革和尝试,不断更新教材内容,将优势科研和学术前沿研究融入教学,采用多媒体及虚拟现实多种教学手段,建设了核电设... 核动力系统与设备是核工程与核技术专业最重要的一门专业核心课程。西安交通大学在核动力系统与设备课程教学方面进行了改革和尝试,不断更新教材内容,将优势科研和学术前沿研究融入教学,采用多媒体及虚拟现实多种教学手段,建设了核电设备模型展室,并与多个核电厂联合成立了学生课外实践基地,通过多管齐下的手段让学生更好地掌握枯燥乏味的核电系统设备知识,教学效果较为显著。相关措施可为其他开设该课程的高校同仁提供参考。 展开更多

关键词 核动力系统 教学研究 西安交通大学

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压水堆核动力系统瞬态热工水力特性分析仿真软件 被引量：2

16

作者 巫英伟 庄程军 +1 位作者 苏光辉 秋穗正 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期47-49,62,共4页

采用点堆中子动力学模型、两相漂移流蒸汽发生器模型、三区不平衡稳压器模型、主循环泵四象限特性模型和非能动应急余热导出系统模型,并利用Compaq Visual Fortran 6.0语言开发了微机型压水反应堆瞬态热工水力特性分析程序,并利用Micros... 采用点堆中子动力学模型、两相漂移流蒸汽发生器模型、三区不平衡稳压器模型、主循环泵四象限特性模型和非能动应急余热导出系统模型,并利用Compaq Visual Fortran 6.0语言开发了微机型压水反应堆瞬态热工水力特性分析程序,并利用Microsoft Visual Studio.NET语言实现输入参数的可视化、输出结果的实时处理和动态显示。利用RELAP5程序对本瞬态安全分析软件进行了可靠性验证,结果表明,本软件求解精度较高、速度快、界面新颖、功能完善、可操作性强。此外,利用本软件对秦山核电站事故瞬态工况下的热工水力特性进行了分析,得出了一些具有工程价值的结论。 展开更多

关键词 压水堆 核动力系统 瞬态特性 输入可视化 动态显示

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Brayton空间核能系统质量估算模型 被引量：2

17

作者 游尔胜 佘顶 石磊 《清华大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期450-455,共6页

空间核能系统具有输出功率高、持续时间长等特点,是中国未来大型太空任务的理想选择,与地面核装置相比,其质量和体积直接决定着系统性能。该文在系统部件分析的基础上,建立了一个适用于闭式Brayton循环的质量估算模型,并开发了对应的MAT... 空间核能系统具有输出功率高、持续时间长等特点,是中国未来大型太空任务的理想选择,与地面核装置相比,其质量和体积直接决定着系统性能。该文在系统部件分析的基础上,建立了一个适用于闭式Brayton循环的质量估算模型,并开发了对应的MATLAB计算程序SPRBC。模型涵盖了核反应堆、屏蔽层、Brayton单元、回热器、热辐射器等主要部件。其中,核反应堆和屏蔽层的质量根据物理设计得到,Brayton单元的质量根据经验公式得到,回热器和热辐射器的质量根据换热器设计得到。该文研究不同功率下的系统质量,可以得出百千瓦级时系统比质量在30kg/kWe左右。当输出功率达到兆瓦级水平时,系统比质量有可能降低到10kg/kWe以下。此外,该文还对一个电功率为1.76MW的Brayton空间核能系统进行了质量分析。结果表明：系统比质量可达到6.14kg/kWe,热辐射器面积约为665m2;系统总质量约为10.8t,其中核反应堆、屏蔽层和Brayton单元的份额较大,分别占22.5%、22%和26.4%。 展开更多

关键词 比质量 质量估计 Brayton单元 核动力系统 太空应用

原文传递

基于夹角余弦的核动力系统异常检测算法设计 被引量：2

18

作者 王雯珩 于雷 +2 位作者 王晓龙 郝建立 郑锦涛 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第S01期98-103,共6页

鉴于核动力系统具有高复杂性、高风险性的特点,其设计和运行对安全性、可靠性要求极高。异常检测是提高核动力系统固有安全性的一种重要技术手段,针对核动力系统故障类型多、故障发生概率小、故障样本匮乏的特殊问题,基于夹角余弦距离... 鉴于核动力系统具有高复杂性、高风险性的特点,其设计和运行对安全性、可靠性要求极高。异常检测是提高核动力系统固有安全性的一种重要技术手段,针对核动力系统故障类型多、故障发生概率小、故障样本匮乏的特殊问题,基于夹角余弦距离计算理论,从正常历史运行数据出发,提出一种检测系统异常的算法,有效应对了故障样本不足的现实问题。经数据试验验证,算法能依托有限的参数,较准确地检测系统微小的异常和故障,可作为核动力系统故障诊断体系中的入口环节算法使用,具有较好的实际应用前景。 展开更多

关键词 夹角余弦 核动力系统 异常检测 目标优化矩阵

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核动力系统热工分析程序可视化建模 被引量：2

19

作者 张荣华 邢宏传 +1 位作者 杨燕华 徐济 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第8期1349-1353,共5页

以Relap5程序为对象,研究了核电站热工水力分析程序可视化建模技术.采用可扩展标记语言技术,定义一套名为RelapML语言描述Relap5建模信息,并基于Windows平台下的可视化界面开发技术,完成RelapML语言的可视化输入、自动生成并最终转换成R... 以Relap5程序为对象,研究了核电站热工水力分析程序可视化建模技术.采用可扩展标记语言技术,定义一套名为RelapML语言描述Relap5建模信息,并基于Windows平台下的可视化界面开发技术,完成RelapML语言的可视化输入、自动生成并最终转换成Relap5输入数据,实现了Relap5建模过程可视化. 展开更多

关键词 核动力系统 热工水力计算 可视化建模

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HTR-10核动力系统反应性扰动下动态特性的仿真研究 被引量：2

20

作者 黄晓津 冯元琨 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第3期103-107,共5页

为了进一步深入掌握10MW高温气冷堆核动力系统的动态特性,以满足控制系统分析设计的需要,在其核岛系统动态模型的基础上补充了透平-发电系统模型,形成了HTR-10核动力系统的动态模型。利用此模型重点研究了当控制棒引入阶跃反应性扰动时... 为了进一步深入掌握10MW高温气冷堆核动力系统的动态特性,以满足控制系统分析设计的需要,在其核岛系统动态模型的基础上补充了透平-发电系统模型,形成了HTR-10核动力系统的动态模型。利用此模型重点研究了当控制棒引入阶跃反应性扰动时系统主要参量的响应过程。对产生的震荡过程进行了深入的分析。结果表明:燃料温度变化相对于功率的变化缓慢且滞后,燃料温度反应性负反馈不能及时抑制功率的变化是形成系统参量产生衰减振荡的主要原因。 展开更多

关键词 高温气冷堆 核动力系统 动态模型 反应性扰动 动态特性

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