核主泵非稳态运行工况下瞬变特性及机理的研究结题摘要

当前我国核电的发展形势，核主泵的国产化自主化设计制造，需要做一些服务于设计制造的基础的科学问题的研究。本项目从反应堆冷却系统基础理论研究的角度出发，研究核主泵瞬变工况下核主泵瞬态特性及堆芯流量瞬变的研究。从系统理论的角度，提出了反应堆冷却系统核主泵启动瞬变工况下主泵瞬态特性的数学模型，建立核主泵启动无量纲转速和流量特性关系式，建立了核主泵启动总的无量纲瞬变压头、加速压头和克服摩擦的压头特性关系式，建立核主泵启动无量纲加速冷却剂转矩，加速核主泵转动部分转矩和克服冷却剂摩擦转矩特性关系式。研究了系统参数、冷却剂惯性及主泵转动惯量对主泵启动转速、流量、压头和转矩的影响。提出了反应堆冷却系统核主泵断电瞬态特性及堆芯流量的数学模型，建立了主泵断电惰转转速及流量与系统参数及主泵设计参数的无量纲关系式，研究了系统无量纲参数、冷却剂惯性及主泵转动惯量对主泵断电惰转转速及流量的影响。与秦山和大亚湾主泵断电惰转实验曲线进行了比较，包括流量和转速曲线进行了比较，亦与Yokomura发表的研究型反应堆实验泵的惰走试验结果进行比较，与Tsukamoto的试验泵启动流量、转速和压头进行了比较，结果非常吻合，证明所建立的主泵启动和断电非稳态特性关系式的正确性。上述建立的特性关系式没有采用离心泵特性关系式，上述变量全部无量纲化，对于设计新型压水堆冷却系统和核主泵均适用，不仅仅适用于压水堆冷却系统，对于水压闭环系统瞬变特性的分析亦适用。为我国核主泵及压水堆冷却系统自主设计及制造提供理论依据。 2100433B

本项目从系统理论研究的角度，对于多环路压水反应堆冷却系统，提出各个环路核主泵分别在同时断电、部分断电及相继断电而惰转的过程中系统流动瞬变及核主泵惰转瞬态特性的系统模型。建立核主泵不同断电过程中系统冷却剂与主泵在惯性作用下堆芯流量衰减与系统参数、主泵参数的关系式，建立核主泵不同断电过程中惰转特性的关系式及与主泵设计参数的关系。提出核主泵启动过程中反应堆冷却系统流动瞬变及核主泵启动瞬态特性的系统模型，建立核主泵启动过程中冷却剂在惯性与离心力作用下堆芯流量瞬变与系统参数、主泵参数的关系式，建立核主泵启动瞬态特性关系式及与主泵设计参数的关系。研究核主泵的转动惯量、系统冷却剂惯性、机械损失对堆芯流量和主泵惰转转速、惯性压头、惯性流量的影响。研究主泵断电惰转和启动瞬态过程中流量、转矩、压头与瞬态转速的关系。研究核主泵的转动惯量、系统冷却剂惯性对主泵启动压头、启动转矩、启动流量和转速及堆芯流量的影响。

根据GB18285-2005点燃式发动机汽车排气污染物排放限值及测量方法（双怠速法及简易工况法）在机动车保有量大、污染严重的地区所要求的，对机动车尾气排放检测的检测方法之一。

在底盘测功机上的测试运转循环由 ASM5025 和 ASM2540 两个工况组成。具体如图《稳态工况法(ASM)试验运转循环》所示。

简易工况法ASM5025

经预热后的车辆加速至 25.0km/h，测功机以车辆速度为 25.0km/h、加速度为 1.475m/s 时的输出功率

的 50%作为设定功率对车辆加载，工况计时器开始计时（t=0s）。车辆以25.0 km/h 1.5km/h 的速度持续运转 5s，如果底盘测功机模拟的惯量值在计时开始后持续 3s 超出所规定误差范围，工况计时器将重新开始计时（t=0）。如果再次出现该情况，检测将被停止。系统将根据分析仪最长响应时间进行预置，（如果分析仪响应时间为 10s，则预置时间为 10s，t=15）然后系统开始取样，持续运行 10s（t=25s）即为 ASM5025 快速检查工况。ASM5025 快速检查工况结束后继续运行至 90s（t=90s）即为 ASM5025工况。

简易工况法ASM2540

ASM5025 工况检测结束后车辆立即加速至 40.0km/h，测功机以车辆速度为 40.0km/h，加速度为1.475m/s 时的输出功率的25%作为设定功率对车辆加载。工况计时器开始计时（t=0s）。车辆以40.0 km/h 1.5km/h 的速度持续运转 5s，如果底盘测功机模拟的惯量值在计时开始后持续 3s超出所规定误差范围，工况计时器将重新开始计时（t=0）。如果再次出现该情况，检测将被停止。系统将根据分析仪最长响应时间进行预制，（如果分析仪响应时间为 10s，则预时间为 10s，t=15）然后系统开始取样，持续运行10s（t=25s）即为ASM2540快速检查工况。ASM2540快速检查工况结束后继续运行至90s(t=90s)即为 ASM2540 工况。2100433B

本书以山区河流最常用的航道整治建筑物——丁坝为研究对象，在对山区河流坝体类整治建筑物水毁类型、特征及原因进行统计分析的基础上，采用现场调研、理论分析、仿真模拟和概化水槽模型试验的研究手段，对非恒定流条件下丁坝水流结构、紊动特性、受力分布、坝体及其周围河床冲刷的变化规律进行了较系统和深入的研究。这些研究成果为山区河流丁坝设计及其周围水沙运动规律的研究提供相应的理论基础和技术支持，对于提高航道整治建筑物的稳定性及确保航道整治工程的质量和效果具有重要的参考价值与指导意义。

推导了输流管道及生流体——结构瞬态耦合时，流体的连续性方程和运动方程。以及流体瞬变导致的管道轴向和横向振动方程。对输流管道发生流体瞬变时液固耦合的数值计算方法进行了较深入研究。改进了特征线算法。将频率相关摩擦模型向液固耦合情况下进行了推广。提出了管道液固瞬态耦合的有限解法，建立了流体瞬变时液固耦合的一维有限元数值计算方法。所研制软件全面考虑了流体和管道之间的泊松耦合、节点耦合和摩擦耦合。对于简单管道系统，它能仿真出流体的瞬态压力，速度和流体瞬变导致的管道振动位移及动态应力。建立了一套灵活的液压管道实验系统，进行了多种管道固定情况的实验；采用小波分析等多种计算机信号分析法对实验结果进行了处理。 2100433B