作者单位
摘要
中国核电工程有限公司北京 100840
气冷快堆兼具高温气冷堆的经济性和快堆的可持续性等优点,在四代堆型中具有独特的技术优势。为了适应气冷快堆高温、高中子通量的堆芯环境,本文基于耐事故燃料模型,提出了一种块状气冷快堆燃料组件设计方案,并对该组件中铀钚混合燃料中的钚含量、冷却孔道的直径及数量、栅距比、包壳及组件盒厚度等物理参数对中子学特性的影响规律开展了敏感性分析研究。分析结果表明:在研究的6个参数中,钚含量和栅距比对组件的中子学特性影响最大,冷却孔道数量主要影响组件内的功率分布,其余参数对组件中子学特性几乎无影响。最后针对块状燃料组件低冷却剂份额的特点,利用单通道模型进行组件内的温度分布计算,给出了热工限值对组件参数的要求。
气冷快堆 块状组件 颗粒弥散燃料 中子学特性 敏感性分析 单通道模型 Gas-cooled fast reactor Block-type fuel assembly Coated particle dispersion fuel Neutronics characteristics Sensitivity analysis Single channel model 
核技术
2023, 46(5): 050601
作者单位
摘要
1 中国核电工程有限公司, 北京 100840
2 清华大学 工程物理系, 北京 100084
3 西安交通大学 核科学与技术学院, 西安 710049
高温气冷堆是国际公认的固有安全性高的反应堆堆型。针对高温气冷堆包覆颗粒燃料引入的燃料组件的双重非均匀性以及棱柱式堆芯布置的非均匀性和强空间耦合效应,提出基于蒙特卡罗均匀化-确定论输运方法的RMC-SaraGR程序系统作为棱柱式高温气冷堆的核设计程序。基于日本棱柱式高温气冷堆临界实验装置VHTRC基准题,针对此套核设计程序系统开展了均匀化模型研究和初步验证。研究结果表明,基于蒙特卡罗均匀化方法,采用全堆模型、合适的能群结构和分区方式产生组件群常数,并经过超级等效均匀化方法进行等效均匀化修正,可以保证堆芯多群均匀计算具有较高的计算精度。
棱柱式高温气冷堆 蒙特卡罗均匀化 超级均匀化 全堆均匀化 堆芯输运 prismatic high temperature gas-cooled reactor Monte-Carlo homogenization super homogenization full-core homogenization core transport 
强激光与粒子束
2022, 34(2): 026017
作者单位
摘要
中国核电工程有限公司, 北京 100840
为分析气冷微型堆可燃毒物布置策略,分别建立长寿期(15 MW-20 a)、短寿期(5 MW-1 a)、较长寿期(5 MW-3~10 a)不换料堆芯模型,利用通用蒙卡程序,研究气冷堆中常用可燃毒物核素种类、可燃毒物布置方案对堆芯反应性、寿期等特性的影响。研究结果表明:长寿期堆芯中,整体型Er2O3可以有效控制堆芯剩余反应性,但在寿期末会造成一定的反应性惩罚;整体型B4C可以较好地控制堆芯剩余反应性,并在寿期末几乎不会造成反应性惩罚,通过分区布置还可以优化功率分布;分离型B4C可以使燃耗特性曲线在寿期初和寿期中变化很平坦。短寿期堆芯中,分离型Gd2O3毒物棒可以很好地控制剩余反应性且不会缩短堆芯寿期;常见的B4C布置方式并不合适,但B4C弥散在堆芯石墨内可以起到较好的毒物效果。较长寿期堆芯中,分离型Gd2O3毒物棒不仅可以有效控制剩余反应性,还可以保证堆芯具备仅依靠温度负反馈实现自动停堆的固有安全性。研究结果将为后续气冷微堆型号研发提供指导。
气冷微型堆 可燃毒物 燃耗特性 堆芯寿期 反应性控制 micro gas-cooled reactor burnable poison burn-up characteristics core lifetime reactivity control 
强激光与粒子束
2022, 34(2): 026010
作者单位
摘要
1 哈尔滨工程大学 核科学与技术学院, 哈尔滨 150001
2 上海交通大学 核能科学与工程学院, 上海 200240
堆芯换料方案的优化是一个典型的组合优化问题, 其搜索空间异常庞大。传统的优化算法很难在如此巨大的搜索空间中寻找出全局最优解。遗传算法以其优良的自适应能力和优化能力, 为组合优化问题提供了一个非常有效的解决途径。采用遗传算法对柱状高温气冷堆堆芯装料方案进行了优化, 并编写了相应程序。为了提高堆物理的计算精度, 堆芯临界计算采用26群输运计算。由于多群输运计算需要大量计算时间, 为此对遗传算法进行了并行优化。为了验证遗传算法对柱状高温气冷堆换料的优化能力, 构造了一个8组件的小型柱状高温气冷堆换料优化基准题。结果表明, 遗传算法在柱状高温气冷堆换料优化问题中具有良好的优化能力和计算稳定性。
遗传算法 换料优化 柱状高温气冷堆 验证 genetic algorithm reloading pattern optimization block-type high temperature gas cooled reactor verification 
强激光与粒子束
2017, 29(1): 016002
Author Affiliations
Abstract
中国科学院上海光学精密机械研究所, 高功率激光物理联合实验室, 上海201800
Thermal effect is still the most serious problem: it restricts the high power and high beam quality of solid laser to be further enhanced. The efficient thermal management is an important approach to suppress the thermal effect. In this paper, the thermal effect in a gas-cooled laser diode pumped multislab Nd:glass amplifier operating at a repetition rate is investigated in detail both theoretically and experimentally. The three-dimensional distributions of temperature, stress, strain, and birefringence are calculated by a finite element analysis. Based on these data, the thermally induced wavefront distortions and depolarization losses are determined with considering six slabs and one laser head. It is revealed that the theoretical data are in good agreement with the experimental results: the total wavefront distortion is 6.77λ and a depolarization loss of more than 90% accumulates over six slabs when the heat deposition is 0.7 W/cm3.
激光二极管抽运 热效应 氦气冷却 钕玻璃激光放大器 laser diode pump thermal effect helium gas-cooled Nd:glass laser amplifier 
Collection Of theses on high power laser and plasma physics
2015, 13(1): 087801
Author Affiliations
Abstract
1 中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光物理联合实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
Laser diode pumped solid-state lasers (DPSSL) has become an important way to realize the next generation of laser-driven device for energy conversion efficiency and repetition rate requirements. High repetition frequency leads to heat accumulation on the memory medium, which will cause thermo-optical effect, elasto-optical effect and bulk displacement, then resuls in the generation of wavefront distortion and affects the beam quality. Aimed at 100 J output energy and 10 Hz repetition frequency amplifier module, the extraction efficiency and gain performance storage are analyzed, and the sheet laser diode pumped amplifier module structure is designed using gas cooling technology. Thermal analysis models of single slice amplifier are established using the finite element analysis. The influence of signal slice thickness and convective heat transfer coefficient to the wavefront distortion are researched, in consideration of the limitation of the total wavefront distortion, we obtain the optimal value of single slice thickness. Using super-Gaussian beam on behalf of pump source and considering the distribution of helium gas flow, we analysis the thermal designed data and simulate the temperature, bulk displacement and stress distribution to get the related wavefront distortions.
激光技术 有限元分析 二极管抽运 气冷技术 片状放大器 波前畸变 laser technique finite element analysis diode pumping gas-cooled slice amplifier wavefront distortion 
Collection Of theses on high power laser and plasma physics
2014, 12(1): 1002001
作者单位
摘要
1 中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光物理联合实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
激光二极管抽运的固体激光器(DPSSL)成为实现下一代激光器驱动装置对能量转换效率和重复频率要求的重要途径。高重复频率导致介质内存在热积累,引起热光效应、弹光效应和形变,导致波前畸变的产生,影响光束质量。针对目标输出能量100 J,重复频率10 Hz的放大模块,分析其储能提取效率和增益性能,采用气体冷却技术,设计激光二极管抽运的片状放大模块结构。利用有限元数值分析方法,建立了该装置单片放大器热分析模型,研究了单片增益介质厚度、对流换热系数对波前畸变的影响,结合波前畸变的要求,得到了单片厚度的最优值,并对该设计进行热分析,利用超高斯光束近似抽运光源,结合氦气气流分布情况,模拟单片介质的温度、形变和应力分布,计算得到了热光效应、形变和弹光效应对波前畸变的贡献以及单片增益介质的总波前。
激光技术 有限元分析 二极管抽运 气冷技术 片状放大器 波前畸变 
中国激光
2014, 41(10): 1002001
作者单位
摘要
中国科学院上海光机所, 上海 201800
介绍了铜蒸气激光器的发展及其输出特性。总结了近年来改善铜蒸气激光输出特性的研究。
铜蒸气激光器 气体冷却板 磁脉冲压缩器 
激光与光电子学进展
1998, 35(5): 6

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