1 南华大学 核科学技术学院衡阳 421001
2 南华大学 先进核能设计与安全教育部重点实验室衡阳 421001
3 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成都 610213
小型棒控压水堆舍弃了可溶硼,并高度依赖控制棒与可燃毒物棒控制堆芯的反应性。为研究控制棒对堆芯关键性能的影响,本文以核动力破冰船用KLT-40模型为对象,以轴向功率偏移、堆芯寿期、燃料利用率与径向功率峰因子为指标,开展长寿期小型棒控压水堆控制棒布置与动作策略设计分析。首先,基于OpenMC程序开发带棒燃耗程序;其次,比较堆芯带控制棒与无控制棒运行时的堆芯寿期等指标;最后,分析不同动作策略对轴向功率偏移等指标的影响。结果表明:控制棒将堆芯寿期从590 EFPDs(等效满功率天,Effective full power days)延长至650~698 EFPDs;低价值棒组优先动作策略使轴向功率偏移程度由-0.69与+0.80分别下降至-0.29与+0.52。因此,要准确计算长寿期压水堆寿期必须采用带控制棒燃耗计算策略,并且通过合理的动作策略能够有效减小控制棒带来的轴向功率偏移。
长寿期压水堆 控制棒方案 控制棒动作策略 堆芯寿期 功率分布 Long-term PWR Control rod design Control rod move-in/out strategies Core lifetime Power distribution
江苏大学材料科学与工程学院,江苏 镇江 212013
为探明扫描激光冲击成形工艺中激光功率和扫描线间距对成形微结构高度的影响规律,采用纳秒光纤激光在 20 μm 厚的铝箔上实现直径为 200 μm 的凸起阵列的激光冲击成形,并采用激光共聚焦显微镜测量微凸起的三维形貌。结果表明:在激光功率从 10 W 变化到 18 W 的过程中,成形微结构高度从 17 μm 先增大至 29 μm 再减小至 12 μm;扫描线间距从 30 μm 变化到 50 μm 的过程中,成形微结构高度从 14 μm 逐渐增大到 30 μm。扫描激光冲击成形工艺中的这种激光功率和扫描线间距的影响,本质上是受到能量吸收层厚度的约束和激光烧蚀能量吸收层产生的冲击波强度的影响的共同结果,这种综合影响在多道次扫描激光冲击成形中需要得到重视。
激光冲击成形 扫描冲击 小光斑 激光功率 扫描线间距 laser shock forming scanning shock small spot laser power scanning path spacing
Author Affiliations
Abstract
1 Center of Ultra-precision Optoelectronic Instrument, Harbin Institute of Technology, Harbin 150080, China
2 Key Laboratory of Ultra-precision Intelligent Instrumentation (Harbin Institute of Technology), Ministry of Industry and Information Technology, Harbin 150080, China
To ensure the frequency accuracy of a heterodyne laser source in the ambient temperature range of -20°C to 40°C, a dual-longitudinal-mode thermally stabilized He–Ne laser based on non-equilibrium power locking was designed. The ambient adaptive preheating temperature setting scheme ensured the laser could operate normally in the range of -20°C to 40°C. The non-equilibrium power-locked frequency stabilization scheme compensated for the frequency drift caused by different stabilization temperatures. The experimental results indicated that the frequency accuracy of the laser designed in this study could reach 5.2 × 10-9 in the range of -20°C to 40°C.
He–Ne laser frequency accuracy ambient adaptability non-equilibrium power locking Chinese Optics Letters
2024, 22(4): 041407
为研究兆瓦级高效紧凑型核动力系统的运行特性,使用自主开发的热管堆瞬态分析程序TAPIRS(Transient Analysis code for heat Pipe and AMTEC power conversion space Reactor power System)和超临界二氧化碳布雷顿循环的瞬态分析程序SCTRAN/CO2(Super Critical reactors Transient Analysis code/Carbon Dioxide)的耦合程序对其反应性、负荷、冷却水温度和流量等扰动进行了开环动态响应分析,并据此进行了控制系统设计。在此基础上,对线性变负荷、阶梯式变负荷以及甩负荷这三种变负荷运行工况进行了计算分析。结果表明:该核动力系统的转速对扰动的变化较为敏感,需要加以控制;低负荷下旁通会使压缩机流量上升,需对压缩机流量加以控制;系统在控制方案下能以6% FP(Full Power)·min-1的速度实现0%?100%的负荷变动,且可以在任意负荷水平下运行;甩负荷下系统的波动时间变长,但是仍可达到新的稳态进行工作,且各参数处于安全范围内。本研究可为新型核动力系统的概念设计提供参考。
兆瓦级高效紧凑新型核动力系统 开环动态响应 控制系统设计 变负荷运行 New megawatt nuclear power system with high efficiency and compactness Open-loop dynamic characteristics Design of control system Load variation operation
Author Affiliations
Abstract
1 National Engineering Research Center for Optoelectronic Devices, Institute of Semiconductors, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100083, China
2 College of Materials Sciences and Opto-Electronic Technology, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
The 975 nm multimode diode lasers with high-order surface Bragg diffraction gratings have been simulated and calculated using the 2D finite difference time domain (FDTD) algorithm and the scattering matrix method (SMM). The periods and etch depth of the grating parameters have been optimized. A board area laser diode (BA-LD) with high-order diffraction gratings has been designed and fabricated. At output powers up to 10.5 W, the measured spectral width of full width at half maximum (FWHM) is less than 0.5 nm. The results demonstrate that the designed high-order surface gratings can effectively narrow the spectral width of multimode semiconductor lasers at high output power.
laser diodes distributed Bragg reflector high order gratings high power laser diodes narrow spectrum width Journal of Semiconductors
2024, 45(3): 032401
强激光与粒子束
2024, 36(4): 043010
强激光与粒子束
2024, 36(4): 043023
强激光与粒子束
2024, 36(4): 043004
强激光与粒子束
2024, 36(4): 043022
1 北京控制工程研究所,北京0090
2 空间智能控制技术重点实验室,北京100190
3 北京航空航天大学 仪器科学与光电工程学院,北京100191
光子带隙光纤有着独特的结构形式、传输介质和导光机制,这使其具有传统光纤无法比拟的优点,是未来光纤陀螺的理想选择。但光子带隙光纤粗糙的纤芯内壁导致其产生强烈的背向散射次波,会使光子带隙光纤陀螺产生额外的非互易误差。为了定量分析光子带隙光纤背向散射次波强度大小,论文基于电偶极子辐射理论建立了一种简单的光子带隙光纤背向散射次波理论模型。通过聚焦离子束微纳加工法和原子力显微镜测量得到了准确的纤芯内壁表面形貌功率谱密度,进而计算得到HC-1550-02型光子带隙光纤背向散射系数理论值为2.61×10-9/mm。通过光频域背向反射散射仪得到HC-1550-02型光子带隙光纤背向散射系数测量值为~1.82×10-9/mm,初步验证了背向散射次波模型的正确性,为背向散射次波抑制技术研究奠定了基础。
光子带隙光纤 背向散射次波 功率谱密度 photonic bandgap fiber backscatter secondary wave power spectral density