【摘 要】
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为得到没有二氧化碳释放的清洁能源,开发从水中生产氢气的技术具有广阔的前景,热化学分解水是这些技术中之一,利用高温气冷堆可以提供900℃的高温热源,采用碘-硫(IS)循环使热化学水解的方法成为可能.本文介绍了IS循环的概念,实验室规模IS循环闭合回路制氢的实验验证以及改善循环工艺的实验研究.
【机 构】
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清华大学核能技术设计研究院(北京) 日本原子力研究所(日本茨城县)
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为得到没有二氧化碳释放的清洁能源,开发从水中生产氢气的技术具有广阔的前景,热化学分解水是这些技术中之一,利用高温气冷堆可以提供900℃的高温热源,采用碘-硫(IS)循环使热化学水解的方法成为可能.本文介绍了IS循环的概念,实验室规模IS循环闭合回路制氢的实验验证以及改善循环工艺的实验研究.
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介绍了反应堆水池壳钢衬里的力学计算过程.钢衬里在温度升下的热变形问题是一个典型的非线性问题,它包含了非线问题的三种基本类型,即几何非线性,边界条件及材料非线性.本文采用MARC软件对钢衬里的主体结构进行了详细的力学计算.计算中考虑了几何大变形和接触问题,同时假设材料为线弹性和理想弹塑性两种情况.按ASME-III-2-CC篇对钢板和锚固筋进行了力学评价,验证了钢衬里设计的合理性.
秦山一期辐照监督管原结构由于流致振动使支承部位发生微动磨损而失效.本文从原结构的流场,流致振动与材料微动磨损三个方面作半定量的失效分析.流场分析表明,辐照监督管受到垂直和扭转两个方向强的激励力.流致振动分析表明,辐照监督管前两阶转和垂真的低频模态是引直流致振动的内在原因.另外支承与套管连接处产生的微动磨损,由于材料的微动疲劳极限强度下降和疲劳裂纹扩展速率增加,加速了原结构的失效.
本文对中国实验快堆(CEFR)冷却水箱B03A进行了各种工况对应下自重,内压、接管力和地震载荷下的应力分析,并按照ASME等核设备相关规范进行了评定.其中在考虑地震条件下流体的作用时,在刚性壁模型假设的条件下求得简化弹簧一质量模型.采用有限元方法,将简化弹簧一质量模型连接于容器有限元壳单元上.我们可以比较好地模拟水平地震时容器内的液体与容器壁的相互作用.
在核反应堆设计中,为了保证结构的可靠性,将管道双端剪切断裂事故作为设计基准事故.但是,自20世纪80年代以来的理论研究和试验发现,该事故的发生概率非常小,如仍以此作为设计基准事故,则会带来一些得不偿失得问题.如果在设计中采用管道破前漏(Leak Before Break 简称LBB)分析技术,则既可以确保核反应堆的安全,又可以省去一些不必要的设施,降低反应堆的建造和维护费用.本报告即采用LBB技术
中国实验快堆(CEFR)是中国的第一座快中子实验反应堆,预计于2005年在中国原子能科学研究院建成临界.主容器是CEFR重要的一次钠承压边界,为了给出主容器的应力分析计算提供尽可能简化和保守的工况输入,本报造通过计算和分析,在已经确定的30多个设计瞬态工况中选择出了包络性工况,从而大大减少了工况分析和力学计算的工作量,为CEFR主容器的加工制造赢得了宝贵的时间.
通过有限元方法,对中国实验快堆(CEFR)堆容器进行了瞬态热应力分析.采用ANSYS软件的轴对称单元对堆容器进行了热辐射、传导、对流的瞬态分析及热应力分析,得到了堆容器和在每个时刻的温度场及热应力,并对其进行安全评估,保证堆容器的安全.
中国实验快堆(CEFR)是S863的重点项目,堆容器的结构特点为薄壁大型容器.计算只关心堆容器本体对地基地震时的响应,应用大型工程分析软件ANSYS的瞬态非线性分析功能,建立结构非线性分析模型,对具进行模态分析,谱分析,再采用SRSS方法来进行组合.求出核岛地基处总响应即位移和应力.
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介绍了中国实验快堆堆顶固定屏蔽的温度场计算过程.由于堆顶固定屏蔽的结构非常复杂,很难提出准确的热边界条件.本文进行了一些保守的假设,并运用了一些简单的计算模型使问题大大简化,在些基础上得到了整个堆顶固定屏蔽的温度场分布,为堆顶屏蔽的评估以及力学计算提供依据.
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