热工水力系统分析程序Courant条件计算方法研究

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为分析采取不同Courant条件计算方法对反应堆热工水力系统分析程序计算速度和计算准确性的影响,研究了 2种Courant条件计算方法:综合法与分组法,分析了 2者的计算原理,并分别采取这2种方法对压水堆满功率稳态工况和大破口事故工况进行计算.结果表明,稳态工况下2种方法的程序计算结果无明显差异;在速度场变化剧烈的大破口事故工况下,综合法可以取得更加准确的计算结果但耗时较多,分组法可以取得更快的计算速度但计算准确性较低.
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为实现深度次临界刻棒计算所需数据的有效采集,研究并设计了深度次临界刻棒电子学的总体架构及关键模块,通过堆上试验对关键模块特性进行了测试.结果表明,所设计的深度次临界刻棒电子学能够有效测量经过约200 m电缆传输后的探测器信号,脉冲信号波形宽度稳定,信噪比水平良好;所测得的高压坪特性曲线可以为探测器高压选取提供有效参考;所测得的甄别特性曲线稳定,能有效获取探测器信号中的中子成分.
以赵固二矿充填开采工作面为工程背景,采用PHASE 2D有限元软件建立数值模型,研究了充填开采围岩应力分布及岩层移动规律,分析了充填开采工作面煤壁及围岩变形、工作面前、后方支承应力分布、不同推进距离下垂直位移和工作面支承压力峰值变化规律.数值模拟结果表明,工作面煤壁前方出现不同程度塑性区,煤壁水平方向出现一定程度变形;工作面前方支承压力先增大后降低,支承压力峰值系数为1.8,工作面后方支承压力表现出先增大后稳定的趋势,最终均恢复到原岩应力水平;随着工作面的推进,覆岩垂直位移逐渐增大,垂直位移最大值随开采时
针对万利一矿42301工作面切眼巷道与其辅运顺槽在端头部位呈十字交岔巷道布置,顶板暴露面积大,顶板岩层水平层理及泥质胶结结构特征明显,支护难度明显增加的问题,在工程概括分析的基础上,通过数值模拟,揭示42301工作面端头十字交岔巷道的围岩受力破坏特征,提出十字交岔巷道大跨距顶板主动支护控制对策,工程实践表明,交岔巷道顶板的围岩下沉量在150 ~ 185mm,两帮围岩变形在100~160 mm,当前支护效果满足工作面端头巷道回采准备的生产要求,所提出的交岔巷遭主动联合支护设计方案控制效果安全稳定.
针对带定位格架的超临界水冷堆堆芯垂直上升类三角形子通道,开展超临界水的流动传热试验研究.反应堆堆芯类三角形子通道棒束直径为8 mm、栅距比为1.4,试验参数范围为:热流密度q=200~600kW/m2、压力P=23~28MPa、质量流速G=700~1300 kg/(m2·s).分析了热流密度、压力和质量流速等热工参数对超临界水传热特性的影响.试验结果表明:定位格架处质量流速升高,流体扰动性增强,换热系数提升显著;在超临界压力下,提高压力会导致内壁温度上升,换热系数峰值降低;过高的热流密度会导致换热系数峰值
综放工作面煤柱留设参数的合理与否关系到巷道围岩的稳固性和煤炭资源损失率,是综放工作需要重点研究的参数指标之一.以羊东矿8261工作面沿空掘巷留小煤柱为工程背景,采取理论分析、以往研究成果分析、工程类比3种方法,研究了小煤柱可行性和煤柱宽度的合理参数.经过分析,确定工作面留小煤柱宽度为8m.实践应用表明,该技术能够实现矿柱对围岩的有效支撑,保障了工作面的安全采煤要求.
晋能控股集团紫金矿通过分析现有炮掘技术,得到了影响巷道掘进速度的主观因素和客观因素.在此基础上,设置矸石仓,采用侧卸式装岩机、优化施工组织等,提高了6煤轨道下山的掘进速度,日最大进尺为4.5 m,且巷道断面稳定,收缩率小,取得了较好的掘进效果.
为研究小型压水堆下腔室的交混特性,本文基于比例模化方法,开展小型压水堆1:3比例模型水力学实验,通过测量溶液浓度变化,获得在冷管流量均衡和非均衡工况下堆芯入口的交混因子矩阵.研究结果表明,均衡流量工况下,冷管流量的变化对堆芯入口交混因子矩阵未产生明显影响;非均衡流量工况下,靠近出口管的燃料组件交混因子受流量不均衡的影响较大,而中心区域的交混因子变化幅度较小.由此可见,小型压水堆在均衡流量下具有较稳定的下腔室交混特性,而在非均衡工况下需要重点关注出口附近燃料组件交混特性的变化.
反应堆结构材料在堆芯中子辐照下由于中子活化反应而产生大量的放射性核素,其衰变光子是反应堆停堆检修、换料、退役过程中工作人员职业照射剂量的重要来源.本文基于严格两步法(R2S),研究了反应堆结构材料栅元活化计算方法,并基于蒙卡粒子输运程序(MCNP)与点活化计算程序(ORIGEN)建立了反应堆结构材料活化剂量计算软件(MOCA).通过开发功能接口与数据接口程序实现输运程序与活化计算程序的自动耦合,进而实现“中子输运-活化分析-剂量计算”全自动耦合分析.利用M5包壳活化计算模型、不锈钢活化计算模型和NUREG
在工作面回采过程中,工作面两巷不同位置受动压影响范围和强度都不同.工作面开采后,煤层顶板随之开始弯曲、下沉、垮落,且从顶板垮落到趋于稳定需要一定的时间,因此在沿空留巷过程中巷道的不同位置不仅需要加强巷道原有支护强度,同时需要采用临时支护确保巷道的顶板稳定.根据邢台矿沿空留巷巷道围岩的不同受力特点,将沿空留巷巷道划分为3个区,即超前支护区(工作面前方20 m),超后临时支护区(架后0~ 100m)和成巷稳定区(架后100m之后),不同分区根据实际情况采取不同的加强支护措施.
为研究含裂隙砂岩局部细观力学特性及不同倾角下岩体内部裂纹发育特征,通过单轴压缩试验及PFC2D程序对不同角度单裂隙红砂岩进行细观裂纹演化模拟及裂隙周边应力监测分析,结果表明,单一裂隙的存在会显著影响完整试样的宏观破坏模式;在一定角度范围内,初始裂纹萌生于预制裂隙处,并随裂隙角度的增加,萌生位置的范围也增大,裂隙尖端微裂纹的集结效应越不明显;裂隙两尖端位置与上(下)部位置的应力峰值之差,随着裂隙角增大而逐渐减小.