一、高温气冷堆技术背景和发展潜力的初步研究（论文文献综述）
范韬[1]（2021）在《包覆核燃料颗粒球形度分选工艺数值模拟研究》文中认为高温气冷堆（High Temperature Gas Cooled Reactor,HTGR）的本征安全特性受到国际核能界的公认,是中国未来五十年重点发展的第四代核反应堆堆型。其中,包覆核燃料颗粒分选是高温气冷堆核燃料制造工艺中一个重要环节,目前的分选设备在精度和效率上已经无法满足高温气冷堆的发展需求。随着计算机技术的发展,离散单元法（Discrete Element Method,DEM）已经成为预测和分析颗粒体系动态运动特性的有效手段。本研究以包覆燃料颗粒球形度分选设备为研究对象,采用DEM数值模拟研究分选的机理,并提出优化的分选工艺参数和新型设备设计方案。本文的主要研究内容有:（1）建立了基于超椭球方程的真实包覆核燃料颗粒几何模型,并通过DEM数值模拟研究了核燃料颗粒在倾斜振动分离设备内的分离机制和分离特性。使用超椭球颗粒模型按照真实包覆燃料颗粒的球形度和粒径分布进行建模,提出了评估球形度分选结果的量化分析方法,研究不同球形度颗粒在倾斜振动板上的运动特性。探究了倾斜振动板振幅和频率之间的关联,提出了振幅频率综合因子联系二者的关系。在此基础之上分别探究了不同的操作参数、进料参数、物性参数对颗粒分离结果的影响,并得到了优化的倾斜振动板设计参数。模拟结果表明,按照最优的设计参数进行颗粒分选,可大幅提升现有分选设备的进料量,并且分选精度达到99%以上;（2）设计了针对包覆燃料颗粒的稳定、高效、大流量新型进料系统,并通过DEM数值模拟验证了其有效性。进料系统包含了控制进料量的进料漏斗以及控制颗粒分布的多层多通道进料器。进料漏斗实验验证了漏斗模型以及DEM算法的准确性,并采用数值研究得到不同填充高度、颗粒直径、漏斗半角、出口直径对质量流量的影响规律。研究进料器在进料过程中颗粒的分布及运动特性,验证了该进料器满足振动分选设备的进料需求;（3）开发了针对包覆核燃料颗粒的新型传送带式分选设备,可避免传统倾斜振动板分离设备中颗粒运动剧烈造成的效率降低的问题,并通过DEM数值模拟获得了最佳设备设计和工艺操作参数。基于DEM设计传送带式分选设备,对每项工艺参数进行单独控制变量研究其对于分选的影响。采用正交试验研究了倾斜角、传送带带速、滑动摩擦系数、恢复系数、滚动摩擦系数对包覆核燃料颗粒分选的影响规律,并得到了最佳的设备设计和操作参数。根据模拟结果设计并生产了传送带式分选设备,并进行了试验测试,结果表明模拟与试验符合较好。本研究为颗粒球形度分选提出了一种有效的研究方法,并给出了高温气冷堆核燃料颗粒分选系统优化方案,可为核燃料颗粒分选设备制造提供理论指导。
史力,赵加清,刘兵,李晓伟,雒晓卫,张征明,张平,孙立斌,吴莘馨[2]（2021）在《高温气冷堆关键材料技术发展战略》文中指出在我国核电技术自主化发展过程中,堆本体、燃料组件和蒸发器等主要设备的关键材料自主化是一个重要的基础问题。对于高温气冷堆（high temperature gas-cooled reactor, HTGR）,这些关键材料主要涵盖核燃料、高温金属、核石墨、压力容器材料、高温气冷堆制氢相关材料等。受国内材料研发和制造水平所限,高温气冷堆部分关键材料仍采用国外进口材料。该文针对我国高温气冷堆核能技术所需的关键材料技术开展战略研究,研究关键材料的内容和范围、制造产业链、表征和应用等,提出对高温堆技术发展具有支撑性作用的关键材料体系及其工程化技术,并给出技术发展规划和建议。
刘思佳[3]（2020）在《小型模块化氟盐冷却高温堆的物理设计与研究》文中进行了进一步梳理氟盐冷却高温堆是结合了多种反应堆优势提出的一种第四代反应堆,其技术特点为:使用包覆燃料颗粒作为燃料,熔融氟盐作为冷却剂,更多采用非能动安全设计,借鉴成熟的反应堆常规岛设计和能量转换系统。评估认为,氟盐冷却高温堆具有良好的安全性、经济性、可持续性和防核扩散性,具有很高的商业可行性。小型模块化反应堆是当前反应堆发展的一大热点,因为小型模块化反应堆能满足更广大用户和更灵活的用电需求。小型模块化反应堆通过其固有的和非能动安全特性提高了反应堆的安全性能,也提供了更好的前期资本承受能力,适用于热电联产和非电应用。结合氟盐冷却高温堆的诸多优势和模块化反应堆的技术特点,本文提出了一种小型模块化棱柱型氟盐冷却高温堆设计SM-FHR（Small Modular Fluoride salt cooled High temperature Reactor）。SM-FHR使用Flibe作为反应堆的冷却剂,燃料为TRISO包覆燃料颗粒。燃料元件采用棱柱型燃料元件,反应堆功率150MWth,预期堆芯寿期2年。本文首先从单组件水平,分析碳/重金属比和燃料核尺寸对燃耗深度、寿期、反应性温度系数的影响,确定组件的参数。结果表明,为了保证堆芯寿期可以达到2年的预期目标,同时保证冷却剂温度系数为负,整体温度系数为负,要求碳/重金属比低于500和燃料核直径为350～750μm。SM-FHR参考堆芯选取碳/重金属比为260,燃料核直径425μm。此时,堆芯寿期可达到927天,燃耗深度为99 MWd/kgU,温度系数为负。SM-FHR堆芯初始剩余反应性达到34000 pcm,为了降低控制棒布置的复杂性,首先考虑在堆芯组件内布置可燃毒物,最大化降低堆芯寿期内反应性摆幅。对不同可燃毒物装载量、不同可燃毒物颗粒大小及不同可燃毒物空间分布下的反应性摆幅及换料周期进行了优化,并分析了可燃毒物消耗规律。分析表明,在组件内燃料与可燃毒物的装载体积比为52,可燃毒物颗粒大小200μm,边缘组件内的可燃毒物装载量降低的情况下,可将剩余反应性压低到2500 pcm,燃耗深度有所降低,燃耗天数降到776天,但仍能满足2年的设计预期。可燃毒物布置后堆芯各组件燃耗深度和功率峰因子都有所展平,有利于提高堆芯安全性。进一步采用布置控制棒方式来调节临界并控制SM-FHR的升降功率运行,并最大化降低其对堆芯物理参数的影响。控制棒布置考虑两种方案:堆芯反射层内布置与堆芯中心集中布置。研究发现,反射层内布置控制棒的反应性价值较低,不适合作为控制棒的布置方案;而中心组件交界位置布置6根控制棒可以满足各工况的反应性控制需求。通过CFD对1/12堆芯建模,获取了SM-FHR堆芯流场、温度场分布情况并分析了TRISO颗粒的失效概率。分析表明,堆芯燃料温度未超过运行限值;TRISO包覆燃料颗粒堆芯局部最大失效概率为6.5×10-5,平均失效概率为2.0×10-7,证明在当前设计下具有较高的安全特性;燃耗深度分布、堆芯TRISO失效概率分布等仍存在较大的不均匀性,主要由控制棒对轴向功率分布的影响造成。通过对SM-FHR建立单通道模型,分析一回路完全采用自然循环驱动的可能性。模型建立了自然循环高度与反应堆功率、冷却剂温度差、冷却剂通道尺寸和换热器压损的关系。在150 MW功率下,若想建立完全自然循环的一回路,需要适当提高冷却剂的温度差和冷却剂通道直径,在保证换热的前提下,尽可能降低换热器的压损。可考虑将功率降到30 MW,实现一回路的全自然循环,换料周期可达10年。
何燎原[4]（2020）在《氯盐快堆优化设计及Th-U循环性能研究》文中研究表明作为六种第四代先进核反应堆候选堆型中唯一的液态堆,熔盐堆可在线连续添换料,其堆芯可以较小的剩余反应性运行,在安全性、经济性、燃料利用率以及防核扩散等方面均具有显着优势,是实现钍铀燃料循环的理想堆型。氯盐快堆作为熔盐快堆的一种,其重金属溶解度高、结构简单、中子经济性好、能谱硬,具有优异的燃料增殖与嬗变能力,在实现闭式Th-U燃料循环,解决当前核能发展面临的燃料利用率低、次锕系核素积累量大等挑战上具有较大的潜力。但实现氯盐快堆闭式钍铀循环方案的大规模部署同样面临很多挑战,首先要解决的是现实钍铀循环所需的燃料233U来源缺少的难题,氯盐快堆由于能谱更硬,易裂变核素的裂变截面更小,因此,达到临界需要更多的初始易裂变核素装载量,这进一步加剧了233U的来源缺乏问题。本课题从氯盐快堆平衡态的增殖特性优化入手,采用混合智能算法在固定总功率条件下对平衡态的平衡增殖性能进行了优化,然后基于优化后的堆芯模型,利用目前可获得的点火燃料（富集铀和从压水堆乏燃料中分离得到的钚以及超铀）,在边增殖边燃烧（Breeding and Burning,B&B）与预增殖（Pre-Breeding and Burning,PB&B）两种过渡方式下研究了点火燃料类型、后处理速率等关键参数对氯盐快堆燃料中子学性能的影响,评估了各种循环方式的性能,并将其与氟盐快堆Th-U循环以及氯盐快堆的U-Pu循环的性能进行了全面对比,突出了氯盐快堆Th-U循环的特点。本文首先对氯盐快堆的关键问题进行研究,确定了氯盐快堆的预设计方案。通过计算分析确定选用中子经济性和增殖性能较好、价格便宜、来源广泛的NaCl作为氯盐快堆的基本载体盐;接着,分析了37Cl的富集度对于堆芯的增殖性能、安全性及有害物质的产生等的影响,并综合考虑富集成本与堆芯的中子学性能等,确定了选择富集度为97%的37Cl作为载体盐的阴离子。最后,通过计算分析确定了后处理过程中需要提取的裂变产物及后处理方式。本文对氯盐快堆的平衡态增殖性能进行了优化,完成了对于氯盐快堆的优化设计。首先,经过计算,确定了待优化的变量及其变化范围;接着,为了快速优化氯盐快堆的平衡态增殖性能,发展了一种混合自适应遗传退火算法,该算法结合了遗传算法的全局搜索能力以及模拟退火算法的局部搜索性能,并加入了自适应遗传算子,测试结果表明其较好的鲁棒性与搜索效率。然后,通过耦合HAGASA算法与熔盐堆平衡态快速搜索程序MESA及SCALE的临界计算模块,发展了熔盐堆堆芯平衡态快速优化程序,对MCFR进行了平衡态的增殖特性优化,得到了优化后的堆芯基本参量。本文基于优化的氯盐快堆模型,在边增殖边燃烧（Breeding and Burning,B&B）过渡模式与预增殖（Pre-Breeding and Burning,PB&B）过渡模式下研究了其Th-U循环性能。在B&B过渡模式下,对后处理速率分别为20 L/day、40 L/day及200 L/day的氯盐快堆Th-U循环性能展开研究,为解决自然界中不存在Th-U循环所需的启堆燃料233U这一问题,采用LEU、Pu与TRU作为启堆燃料,通过在线添加233U与232Th的方式,实现纯的Th-U循环。研究结果表明:虽然9种模式下堆芯均能顺利过渡到纯的Th-U循环,但由于初期生产的233U无法满足临界需求,需要从外界加入233U以维持临界,LEU启堆模式所需外界补充的233U量最大,在20 L/day后处理速率下的需求量达到了约424 kg左右,这无疑增加了Th-U循环的实现难度。此外,不同启堆模式对应的堆芯燃料多普勒系数和燃料密度系数在整个200年运行过程中,均能维持负值,而总的温度反应系数均在-8 pcm/K以下,较好的保证了堆芯的安全性。在预增殖（Pre-Breeding and Burning,PB&B）过渡模式下研究结果表明:在慢速后处理条件下（40 L/day）,LEU的233U净产量与TRU与Pu启堆循环相当,平均年净产量约为565 kg,相应的倍增时间约为13年,但其“置换比”远小于TRU与Pu启堆,这意味着增殖相同质量的233U,需要消耗更多的易裂变燃料。当堆芯的燃料后处理速率超过85 L/day,LEU启堆的PB&B的循环模式将无法在200年的堆芯运行中始终保持临界,而对于TRU与Pu启堆模式,将后处理速率提升至300 L/day,其233U年产量约为928 kg与940 kg,倍增时间缩小至6.6年左右;最后,在B&B与PB&B过渡模式下,将氯盐快堆Th-U循环与氟盐快堆Th-U循环及氯盐快堆U-Pu循环在相同条件下进行了对比,结果表明:氯盐快堆在增殖性能、后处理要求、裂变产物及次锕系核素的积累量等方面均优于氟盐快堆,而氟盐快堆具有更大的缓发中子份额;氯盐快堆U-Pu循环相比于Th-U循环具有更大增殖比,更短的倍增时间,但其负温度反应系数绝对值及缓发中子份额更小,次锕系核素积累量更多,从而导致其放射性毒性等更强。
石明珠[5]（2020）在《核动力船舰超临界二氧化碳循环系统建模及性能分析》文中提出大型船舰装备研发与技术升级是海防发展的重中之重,发展核反应堆为其提供动力是未来的明确发展方向。现阶段大型船舰普遍采用以压水堆结合蒸汽循环的动力装置,循环热效率较低且其进一步提升受限,开发高效紧凑的新型动力系统是提升船舰整体性能的重要技术途径之一。超临界二氧化碳（supercritical carbon dioxide,S-CO2）循环在反应堆冷却剂出口温度范围内,具有能量转换效率高、设备结构紧凑及安全性优越等突出优势,极具发展前景。本文将S-CO2动力循环与舰船核反应堆相耦合,构建核动力船舰S-CO2循环系统,并对动力系统及其关键部件的综合性能展开系统性研究。本文选取铅冷快堆、高温气冷堆、钠冷快堆和压水堆4种典型舰船核反应堆,联合再压缩、内冷、部分冷却及再热4种模式的S-CO2动力循环,构建了16组面向大型船舰的核反应堆S-CO2循环动力系统及其热力学模型,研究分流比、堆芯冷却剂出口温度、透平入口压力、压缩机入口压力、循环最低温度等关键参数对各系统循环热效率的影响规律,结合分析结果优化参数,形成16组动力系统的高效参数运行方案。以循环热效率为评价指标,将再热模式的S-CO2循环优选为各核反应堆最优循环系统,提出了核反应堆最优S-CO2循环动力系统的整体配置方案。基于上述最优动力系统,展开了透平、压缩机、换热器等系统关键部件的特性分析。探究了透平、压缩机等熵效率和回热器最小换热端差等性能设计参数对循环热效率的影响,分析了不同运行工况下各系统内热功转化过程的变化特性。通过构建半圆形截面的直线形及Z形通道型式的印刷电路板式换热器（Printed Circuit Heat Exchanger,PCHE）三维数值模型,分析工质雷诺数、入口温度与出口压力等运行参数,以及通道管径、转折角度和节距等结构参数的影响,揭示了系统关键换热部件（双回路中间换热器、低温回热器）的流动特性与传热性能变化规律,得出了变工况条件下的流动传热关联式。建立（火用）分析与体积计算模型,综合循环热效率、（火用）效率及紧凑度等多重评价指标,对核动力船舰S-CO2循环系统性能进行了全面评估。铅冷快堆、钠冷快堆、高温气冷堆及压水堆最优S-CO2循环动力系统的（火用）效率依次降低,各系统内所有部件的（火用）效率均高于90%;且再热循环系统的体积高于再压缩循环,应用于铅冷快堆的循环系统紧凑性相比于高温气冷堆更高。综合评估结果表明:铅冷快堆最优S-CO2循环动力系统兼具高热力学效率和结构紧凑性,非常适用于船舰动力装置。
陈兴伟[6]（2020）在《球床式氟盐冷却高温堆球床堆积规律研究》文中认为球床式氟盐冷却高温堆是第四代反应堆之一,结合了高温气冷堆和熔盐堆的优点,因具有较高经济性、本征安全性而备受推崇。堆芯中燃料球随机堆积形成的球床结构受熔盐流动、外力等因素影响发生变化而影响堆芯稳定性。目前针对球床堆积规律的实验和理论研究还不够充分,已有干燥环境中的球床堆积规律研究结果不适用于高温熔盐环境。开展液态环境下的堆芯球床规律的研究和模拟,是球床式氟盐冷却高温堆研发和工程建设中的一项重要内容。鉴于开展熔盐环境下的原型尺寸实验成本过高,本论文采用缩比实验同时结合DEM模拟基于TMSR-SF1堆型进行了球床规律研究。首先基于相似理论,采用聚丙烯塑料球和水模拟燃料球和熔盐,针对不同实验需求提出了适用的缩比方法,搭建了包括球循环模拟实验装置PRED、球床密实实验装置PBDE等在内的一系列模化缩小的实验装置。然后通过实验并结合DEM模拟研究了液体浮力场中影响球床特性的关键因素,获得了不同工况下球床堆积因子分布。研究中提出了底部装料上部卸料的方案设计并实验论证了方案的可行性。主要研究成果如下:正常工况下球床堆积规律研究表明:（1）球床式氟盐冷却高温堆平均堆积因子小于气冷堆0.6。TMSR-SF1堆芯（D=21d,H=30d）圆柱区堆积因子约为0.5849,整体平均堆积因子约为0.5745±0.0027,满装堆球数约为13918±65。（2）堆芯底部分流板与球床空隙过大,浮力场中加速度小和液体环境中碰撞恢复系数小也是球床堆积因子小于气冷堆的重要影响因素。为避免填充不满带来的不确定性,建议堆芯分流板角度≥45°。（3）进球口位置分布对球床底部形状有很大影响;调节进球速度和水流速度,可以使球床底部达到较为稳定平坦的堆积结构;随着球床高度增大和球床球径比增大,壁效应减弱,整体球床堆积因子趋于球床中心堆积因子。（4）在反应堆运行时,持续流体冲击影响较弱,球床较为稳定。此外,对于球床循环模拟实验表明分批装料难以形成稳定的轴向分区。事故工况下球床堆积规律研究表明:（1）堆芯结构及分流板的设计应尽量确保堆芯流场均匀,若堆芯入口有涡流存在,则会影响堆芯下端球床稳定性。（2）开泵瞬间对球床底部结构冲击较大,且液位降低至挡板以下后开泵会导致球床发生重排而导致堆积因子增大。（3）受振动等外力影响,堆芯球床迅速密实,在5min内堆积因子有5%左右的增幅,引入约2500pcm反应性。相比于水平振动,地震中首先发生的垂直振动对球床影响较小;弱振（S≤0.03）对球床影响较小。本论文通过开展模化缩比实验和DEM模拟,获得了正常工况和事故工况下球堆积和流动规律,研究表明球床在反应堆正常运行工况时具有较强稳定性,所提出的装卸料设计方案运行良好,研究结果为球床式氟盐冷却高温堆设计和优化分析提供了理论基础。今后计划考虑流固耦合作用,完善球床堆积的模拟程序,同时进一步完善模化分析方法和优化模化参数,搭建熔盐环境下的仿真实验台架并开展相关球床堆积实验,完成由模拟实验到验证性实验的过渡。
王开元[7]（2020）在《颗粒群平衡模拟的矩-分布耦合求解方法研究及应用》文中研究表明颗粒尺度分布是表征气溶胶物理化学性质的关键参数,一般可以用群平衡方程或通用动力学方程来描述颗粒尺度分布随时间的演变过程。由于群平衡方程的高度非线性、部分积分微分等特征,给方程的求解带来了很大的挑战,研究群平衡方程的数值求解方法具有重要的理论和实际意义。在几种主流的求解方法中,矩方法由于具有很高的计算效率,是工程应用中一种常用的数值方法。然而现有的矩方法虽然能够对矩给出较精准的预测,但是对颗粒尺度分布的预测仍存在较大不足,限制了矩方法的进一步应用。针对现有矩方法在预测颗粒尺度分布上存在的问题,本文旨在发展矩-分布耦合求解方法,将矩方程的求解和特定的颗粒尺度分布函数耦合起来,从矩方法的角度实现对颗粒尺度分布的快速、可靠预测。首先,本文从经典的对数正态矩方法出发,将其进一步推广,建立了矩-分布耦合求解方法的一般模型。同时,利用对数正态矩方法对连续区布朗和剪切耦合凝并问题以及低努森数极限下热泳凝并问题进行了解析求解研究,并深入分析了这两类凝并过程的演化规律。然后,本文发现对数正态矩方法不能很好描述凝并过程非对称分布的问题,基于对数偏态分布函数,提出了对数偏态矩方法来解决这一问题。在几种矩方法当中,对数偏态矩方法对分布参数的计算精度最高,并且能够很好地预测自保持分布,同时它的计算效率和积分矩方法相差不大。基于所提出的对数偏态矩方法,本文分析了高温气冷堆中石墨粉尘颗粒在大温度梯度下的凝并行为,定义了增强因子来量化热泳对凝并速率的增强效应,通过分析不同工况参数下石墨粉尘颗粒尺度分布的演变过程,揭示了高温气冷堆工况下热泳凝并的重要作用。最后,针对颗粒成核、凝并和表面生长过程中多峰分布的预测问题,本文提出了多模态矩方法,该方法能够实现对初始单模态的预测以及单模态向多模态转变的预测。基于多模态矩方法对火焰合成Ti O2纳米颗粒的动力学问题进行了模拟研究,模拟结果和离散群平衡方法的计算结果具有良好的一致性,分析发现提高火焰合成温度和增大初始时Ti Cl4的摩尔分数都会显着加快纳米颗粒的生长过程。
崔旭辉[8]（2020）在《高温气冷堆核电站核岛电气安装工程进度风险管理研究》文中指出高温气冷堆作为具有四代核电特征的堆型,具有安全性高、系统简单、发电效率高等多个优点,目前沙特、约旦及印尼等多个国家都与我国签订了合作备忘录,拥有良好的推广前景。核电站工程建设项目往往投资数额大、建设周期长,一旦进度滞后损失会非常惨重,像AP1000、EPR等堆型的核电站均因为进度控制不利而导致母公司破产重组。高温气冷堆核电站与目前主流的压水堆核电站在工艺系统、关键设备等诸多方面都有很大的不同,无论是设计、采购还是现场施工等都面临进度滞后的巨大压力,给进度风险管理带来了很大的挑战。核岛电气安装工程不仅工程量巨大,还涉及诸如DCS（分布式控制系统）、核测量、贯穿件等重要系统和设备,对于工程进度起着决定性的作用。因为当前我国在建和已建的核电站都是以压水堆为主,所以目前对于核电站项目进度风险管理的研究也大多集中在压水堆核电站,对于高温气冷堆核电进度风险管理的研究相对匮乏。本文利用文献研究法对国内外高温气冷堆核电发展情况及核电工程建设项目进度风险管理做简要概述,对高温气冷堆与其他堆型核电站的核岛电气安装特点进行对比,提炼出高温气冷堆核岛电气安装工作的独特性。利用历史文献分析法、专家访谈法以及问卷法对可能造成进度滞后的风险因素进行识别,并对识别出的风险因素进行重要性排序以及建立因果关系,利用建立的因果关系构建贝叶斯网络模型,用该模型对高温气冷堆核电站核岛电气安装工程的进度滞后情况进行概率预测。借助该模型的逆向推理、敏感性分析和影响强度分析等功能对造成高温气冷堆核电站核岛电气安装工程进度滞后的因素对进度滞后的影响程度进行分析,并根据分析结果对高温气冷堆核岛电气安装工程的进度风险管理工作给出合理化建议。建立起来的贝叶斯网络进度风险管理模型在S核电站项目应急柴油发电机厂房进行效果验证,计算出的结果与实际情况符合,验证了模型的有效性。本文建立的贝叶斯网络模型能够为项目的进度风险提供有效的预测管理工具,对于预防该类项目进度滞后有较强的现实意义。
羊城[9]（2020）在《多模块高温气冷堆核电站的建模和操作优化》文中认为发展先进核能技术是解决能源危机和环境污染问题的重要措施。模块式高温气冷堆具有固有安全性、经济竞争力、标准化和模块化生产以及潜在的广泛适用性等优点,是第四代核能系统中很有潜能的一项技术。采用“两堆一机”发电结构的HTR-PM核电站是世界上第一座具有第四代核能系统安全特性的模块式高温气冷堆商用规模示范电站。由于堆型不同、机理复杂、发电结构独特、无法直接借鉴已有的单堆单机核电站的操作经验,HTR-PM核电站的操作运行面临巨大挑战。切实保障电站的安全、可靠、经济、高效运行是一个严峻的考验。基于模型的操作优化对HTR-PM核电站的操作运行具有重要的指导意义。本文结合HTR-PM核电站的工业背景和过程系统优化的专业背景,从大范围操作运行需求和模型优化中普遍存在的模型失配问题出发,围绕模型和优化两大核心要素,研究如何减小模型失配、促进基于模型的操作优化收敛至实际过程的最优操作。本文主要研究内容和贡献如下:（1）HTR-PM核电站的非线性机理建模。本文建立了 HTR-PM核电站全厂稳态非线性机理模型,并在典型运行工况处验证了该模型的合理性和正确性。由于建模过程中采用了简化、假设和经验公式,模型与过程对象不可避免存在失配。从减小模型失配、提高模型本身预测精度的角度出发,本文设计了一种系统化参数估计方法。该方法集成参数可估计性分析、联立估计和估计结果可靠性评估,可有效避免因模型结构复杂、过参数化和测量数据稀疏等因素导致的病态的参数估计问题。HTR-PM核电站非线性机理模型的参数估计验证了系统化方法的有效性。（2）参数映射与实时优化集成的操作优化策略。过程模型通常只在特定范围的操作空间内有效,不具备描述全范围操作空间内过程对象特性的能力。若盲目将局部适用的模型应用至大范围操作优化中,模型将失去准确性,基于模型的操作优化不但可能丧失解的最优性,甚至无法保证解的可行性,危及过程对象的安全运行。随着生产过程大范围操作运行的需求日益迫切,基于模型的实时优化技术面临更为严峻的挑战。针对现有操作优化方法无法定量确定模型适用范围的不足,本文设计一种信赖域框架下的参数映射与实时优化集成算法,它基于模型评价自适应更新模型的适用范围。即便模型存在结构失配,集成算法也能保证对实际最优操作的正确收敛。在合理假设下,集成算法的正确收敛性被严格证明。HTR-PM核电站大范围变负荷的操作优化验证了集成算法的有效性。（3）双重自适应的操作优化策略。信赖域框架下的集成算法通过步步更新参数映射,确保了模型的预测精度。更新参数映射涉及的参数关于操作变量的灵敏度时,需要多次摄动过程对象以获得相关测量数据,因此操作代价较大。对于操作变量众多的大规模复杂系统,更新参数映射的操作代价更甚。为降低操作代价,一种直观的思路是尽可能重复使用模型,直到有必要时才更新模型。基于上述理念,本文设计兼容信赖域扩展机制和基于梯度相关迭代步的模型自适应更新机制,提出兼具模型适用范围自适应更新机制和模型自适应更新机制的双重自适应算法。双重自适应算法改善了集成算法步步更新模型的不足,避免了频繁摄动过程对象,降低了操作代价。即便使用过时的或者不准确的模型,双重自适应算法也能保证对实际最优操作的正确收敛。在合理假设下,两种双重自适应算法的正确收敛性均被严格证明。Williams-Otto过程操作优化、HTR-PM核电站大范围变负荷的操作优化以及负荷分配优化验证了双重自适应算法的有效性。
程昆林[10]（2020）在《基于冷源梯级利用的高超声速飞行器联合发电系统性能研究》文中提出高超声速飞行器是下一代的可用于快速侦查、远程打击与空间运输的航空/航天器。为了实现推进剂供给、雷达侦测、飞行控制以及激光武器发射,高超声速飞行器需要大功率的电能供应,但常规的机载供电技术却由于种种限制而难以满足要求。针对高超声速飞行器巨大的电能需求与有限的冷源,本文发展了基于冷源梯级利用的联合发电系统方案。为了评估联合发电系统性能,预测系统的工作包线与性能边界,本文开展了如下研究:针对开式发电系统在高超声速飞行器上存在的不足,提出了利用闭式发电系统进行大功率热电转换的概念。通过对比分析认为闭式发电系统更适合应用于加速型高超声速飞行器,其能够在整个飞行包线提供更强的发电能力,但也面临有限冷源的问题,体现在冷源种类少、吸热能力不佳并且可用流量小。有限冷源下燃料流量、有效焓差、系统热效率共同决定闭式系统的功率。开展了有限冷源下闭式布雷顿循环的性能分析,对比不同冷源工质对闭式布雷顿循环性能的影响。结果表明,低温燃料作为闭式循环的冷源更具优势,而常温的碳氢燃料作为冷源时必须进行功率优化。在燃料冷量和系统热效率的共同作用下,对于发电功率存在最佳的冷源温差,并且简单回热构型比再压缩构型在系统组成和功率输出（219.6 k J/kg vs.192.5 k J/kg）上更具优势,但闭式布雷顿循环对冷源的利用程度较低。以半导体温差发电技术作为有限冷源下闭式循环发电系统的性能提升手段,发展了考虑冷热源流动方向温度变化的多级半导体温差发电器建模方法,分析了主要的性能影响因素并对级数进行了优化。结果表明,几何系数和加热通道入口温度对系统性能影响显着。相比于单级半导体温差发电器,多级结构在功率密度和热电转换率最高能够实现79.1%和96.5%的提升,且综合考虑发电性能和结构制造难度,级数为3或4最佳。此外,提出了利用液态金属作为第三流体进行闭式发电系统热能供给及发动机壁面冷却的概念,并与基于再生冷却的燃料热能供给模块进行了对比。结果表明,前者能够在保证壁面热防护的前提下获得更佳的热供给能力。以冷源梯级利用为指导思想,提出了闭式布雷顿循环-半导体温差联合发电系统方案并开展了性能评估。结果显示,引入半导体温差发电器能够有效提高有限冷源下闭式发电系统的功率,相比于单一闭式布雷顿循环,不考虑加热过程限制时功率提升百分比最高可达53.6%,与发动机耦合后为33.4%。本文为解决高超声速飞行器大功率供电问题提供了新的技术途径,为下一步开展详细论证与工程实践奠定了基础。
二、高温气冷堆技术背景和发展潜力的初步研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、高温气冷堆技术背景和发展潜力的初步研究（论文提纲范文）
（1）包覆核燃料颗粒球形度分选工艺数值模拟研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号说明 |
| 1 绪论 |
| 1.1 高温气冷堆简介 |
| 1.2 包覆燃料颗粒 |
| 1.3 包覆燃料颗粒分选研究现状 |
| 1.3.1 实验研究 |
| 1.3.2 数值模拟研究 |
| 1.4 本文的研究内容安排 |
| 1.4.1 研究目标 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 2 数学模型 |
| 2.1 超椭球颗粒形状模型 |
| 2.2 颗粒运动方程 |
| 2.3 颗粒接触模型 |
| 3 倾斜振动板分选参数设计与优化 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 模拟条件 |
| 3.2.1 颗粒球形度定义 |
| 3.2.2 倾斜振动板结构 |
| 3.2.3 分选效率评估方法 |
| 3.2.4 模拟参数与条件 |
| 3.2.5 模型验证 |
| 3.3 结果分析 |
| 3.3.1 振动板的操作参数模拟研究 |
| 3.3.2 进料参数的模拟研究 |
| 3.3.3 物性参数的模拟研究 |
| 3.3.4 参数优化结果 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 进料系统的设计与优化 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 模拟条件 |
| 4.3 结果分析 |
| 4.3.1 进料漏斗实验研究 |
| 4.3.2 振动进料漏斗流量研究 |
| 4.3.3 多层多通道进料器研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 传送带式分选设备的设计与优化 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 模拟条件 |
| 5.3 结果分析 |
| 5.3.1 正交数值试验 |
| 5.3.2 传送带操作参数模拟研究 |
| 5.3.3 传送带物性参数模拟研究 |
| 5.4 传送带式分选设备试验测试 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 在读硕士期间取得的科研成果 |
（2）高温气冷堆关键材料技术发展战略（论文提纲范文）
| 1 高温气冷堆关键材料技术发展战略 |
| 1.1 高温气冷堆核燃料材料技术发展战略 |
| 1.1.1 高温气冷堆燃料元件技术设计特点 |
| 1.1.2 高温气冷堆燃料元件技术国内外发展现状 |
| 1.1.3 我国高温气冷堆燃料元件技术发展战略 |
| 1.1.4 中国高温气冷堆燃料元件生产链建设 |
| 1.2 高温金属结构材料技术发展战略 |
| 1.2.1 高温金属结构材料技术国内外发展现状 |
| 1.2.2 高温金属结构材料技术发展战略 |
| 1) 高温金属结构材料技术体系。 |
| 2) 高温金属结构材料性能目标[15]。 |
| 3) 高温金属结构材料技术研发。 |
| 1.3 高温气冷堆用石墨材料的国产化 |
| 1.3.1 堆用石墨国内外技术发展现状 |
| 1.3.2 堆用核石墨国产化发展战略 |
| 1.4 高温气冷堆反应堆压力容器材料 |
| 1.5 高温气冷堆制氢材料发展战略 |
| 1.5.1 高温堆制氢国内外研发概况 |
| 1.5.2 高温堆碘硫/混合硫循环制氢技术关键材料 |
| 1) 高温(400～850℃)强腐蚀环境： |
| 2) 中温(150～400℃)腐蚀环境： |
| 3) 低温(室温～150℃)腐蚀环境： |
| 4) 其他： |
| 1.5.3 高温堆制氢相关材料技术发展战略 |
| 2 总 结 |
（3）小型模块化氟盐冷却高温堆的物理设计与研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.1.1 氟盐冷却高温堆 |
| 1.1.2 小型模块化反应堆(SMR) |
| 1.2 SMR国内外发展现状 |
| 1.2.1 NuScale |
| 1.2.2 SmAHTR |
| 1.2.3 MK1 PB-FHR |
| 1.2.4 Thor Con |
| 1.3 本文的研究内容 |
| 第2章 计算方法与软件 |
| 2.1 中子输运与燃耗计算 |
| 2.2 包覆燃料颗粒失效概率计算 |
| 2.2.1 TRISO颗粒失效机制 |
| 2.2.2 TRISO颗粒失效概率计算模型 |
| 2.3 热工水力分析 |
| 2.3.1 计算流体力学(CFD)基本原理 |
| 2.3.2 Fluent软件 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 SM-FHR堆芯设计 |
| 3.1 堆芯选型 |
| 3.1.1 组件结构 |
| 3.1.2 堆芯物质材料 |
| 3.2 单组件分析 |
| 3.2.1 燃耗深度 |
| 3.2.2 反应性温度系数 |
| 3.2.3 小结 |
| 3.3 全堆芯中子分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 SM-FHR反应性控制 |
| 4.1 可燃毒物布置方案研究 |
| 4.1.1 可燃毒物模型及计算方法 |
| 4.1.2 可燃毒物装载量 |
| 4.1.3 可燃毒物颗粒大小 |
| 4.1.4 可燃毒物堆芯空间分布 |
| 4.1.5 可燃毒物分布对功率及燃耗影响 |
| 4.1.6 可燃毒物方案布置小结 |
| 4.2 控制棒布置方案研究 |
| 4.2.1 控制棒布置原则 |
| 4.2.2 控制棒结构 |
| 4.2.3 控制棒的空间布置 |
| 4.2.4 控制棒棒位变化下的堆芯参数优化 |
| 4.2.5 控制棒布置小结 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 SM-FHR热工水力与安全特性研究 |
| 5.1 SM-FHR堆芯热工水力分析 |
| 5.1.1 堆本体结构及计算模型 |
| 5.1.2 堆芯流场及温度分布 |
| 5.2 TRISO包覆燃料失效概率分析 |
| 5.3 SM-FHR主回路初步自然循环建立分析 |
| 5.3.1 单通道模型 |
| 5.3.2 结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间论文发表和获奖情况 |
（4）氯盐快堆优化设计及Th-U循环性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 引言 |
| 1.1 可持续能源供应与核电发展 |
| 1.2 熔盐堆发展历程与研究现状 |
| 1.2.1 氟盐堆研究历史与现状 |
| 1.2.2 氟盐与氯盐性能对比 |
| 1.2.3 氯盐堆发展历史及研究现状 |
| 1.3 钍铀燃料循环 |
| 1.3.1 钍铀循环的优势 |
| 1.3.2 钍资源利用历史与现状 |
| 1.3.3 钍铀循环面临的挑战 |
| 1.4 本文研究内容及目标 |
| 第2章 熔盐堆燃耗计算方法 |
| 2.1 TMCBurnup与 MESA程序介绍 |
| 2.1.1 TMCBurnup程序介绍 |
| 2.1.2 MESA程序介绍 |
| 2.2 内部模块介绍 |
| 2.2.1 SCALE6.1模块介绍 |
| 2.2.2 MODEC计算方法 |
| 2.3 TMCBurnup程序与MESA程序验证 |
| 2.3.1 MSFR模型介绍 |
| 2.3.2 TMCBurnup程序验证 |
| 2.3.3 MESA平衡态快速搜索程序验证 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 氯盐快堆初步设计方案研究 |
| 3.1 MCFR几何结构模型 |
| 3.2 氯盐快堆载体盐的选择 |
| 3.2.1 单盐性能对比 |
| 3.2.2 备选载体盐性能分析 |
| 3.3 ~(37)Cl富集度分析及选择 |
| 3.3.1 初始临界下~(37)Cl丰度影响 |
| 3.3.2 ~(37)Cl富集度在燃耗过程中的影响 |
| 3.4 后处理模式选择 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 氯盐快堆平衡态增殖性能优化 |
| 4.1 优化参量的选择 |
| 4.1.1 堆芯几何对增殖性能的影响 |
| 4.1.2 堆芯功率密度对增殖性能的影响 |
| 4.1.3 后处理速率对增殖性能的影响 |
| 4.2 混合自适应遗传退火算法开发 |
| 4.2.1 遗传算法介绍 |
| 4.2.2 传统的模拟退火算法 |
| 4.2.3 混合自适应遗传退火算法(HAGASA) |
| 4.3 HAGASA算法性能测试 |
| 4.3.1 在连续纯数值函数中的验证 |
| 4.3.2 在AHTR堆芯功率展平上的验证 |
| 4.3.3 在WWER-1000反应堆换料验证 |
| 4.3.4 HAGASA测试结果总结 |
| 4.4 氯盐快堆平衡态增殖性能优化 |
| 4.4.1 熔盐堆平衡态优化程序介绍 |
| 4.4.2 目标函数确定 |
| 4.4.3 氯盐快堆平衡态性能优化 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 B&B过渡模式下氯盐快堆Th-U循环中子学性能研究 |
| 5.1 B&B过渡模式下IMCFR的 Th-U循环性能分析 |
| 5.1.1 堆芯能谱及能谱因子 |
| 5.1.2 堆芯核素演化 |
| 5.1.3 堆芯增殖性能研究 |
| 5.1.4 安全特性研究 |
| 5.1.5 放射性分析 |
| 5.2 不同堆型不同燃料循环方式下的中子学参数对比 |
| 5.2.1 初始临界分析 |
| 5.2.2 增殖性能 |
| 5.2.3 安全特性 |
| 5.2.4 放射性分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 PB&B过渡模式下氯盐快堆Th-U增殖中子学性能研究 |
| 6.1 PB&B过渡模式下IMCFR的 Th-U循环性能分析 |
| 6.1.1 核素质量流 |
| 6.1.2 堆芯核素演化 |
| 6.1.3 增殖性能分析 |
| 6.1.4 安全参数分析 |
| 6.1.5 放射性分析 |
| 6.2 不同堆型不同循环方式的中子学参数分析 |
| 6.2.1 能谱演化 |
| 6.2.2 增殖性能对比 |
| 6.2.3 安全参数对比 |
| 6.2.4 放射性分析 |
| 6.3 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 论文创新点 |
| 7.3 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（5）核动力船舰超临界二氧化碳循环系统建模及性能分析（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 主要符号表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 SCO_2动力循环2 |
| 1.2.2 核反应堆S-CO_2动力循环系统 |
| 1.2.3 S-CO_2循环系统关键部件特性分析 |
| 1.2.4 核反应堆S-CO_2循环系统性能分析 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 1.3.1 要解决的关键问题 |
| 1.3.2 课题研究思路 |
| 1.3.3 课题研究内容 |
| 1.4 本章小结 |
| 第二章 面向船舰的核反应堆S-CO_2循环系统构建及参数优化 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 面向船舰的核反应堆S-CO_2循环动力系统构建 |
| 2.2.1 舰船核反应堆一回路系统 |
| 2.2.2 S-CO_2动力循环二回路系统 |
| 2.3 热力学模型建立与验证 |
| 2.3.1 动力系统热力学模型 |
| 2.3.2 系统模型验证 |
| 2.4 系统运行参数的敏感性分析 |
| 2.4.1 分流比 |
| 2.4.2 堆芯冷却剂出口温度 |
| 2.4.3 透平入口压力 |
| 2.4.4 压缩机入口压力 |
| 2.4.5 循环最低温度 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 基于最优循环热效率的系统配置方案及性能分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于最优循环热效率的系统配置方案 |
| 3.2.1 循环热效率对比 |
| 3.2.2 动力系统配置方案 |
| 3.3 关键部件设计参数对系统性能的影响 |
| 3.3.1 透平及压缩机效率 |
| 3.3.2 回热器最小换热端差 |
| 3.4 系统运行参数对热功转化过程的影响 |
| 3.4.1 分流比 |
| 3.4.2 堆芯冷却剂出口温度 |
| 3.4.3 高压透平入口压力 |
| 3.4.4 主压缩机入口压力 |
| 3.4.5 主压缩机入口温度 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 动力系统关键换热部件的流动传热特性分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 PCHE流动传热的数值建模 |
| 4.2.1 研究对象及几何建模 |
| 4.2.2 网格划分与数值方法 |
| 4.2.3 边界条件和计算方法 |
| 4.2.4 数值计算结果可靠性验证 |
| 4.3 运行工况对流动传热特性影响 |
| 4.3.1 基础工况 |
| 4.3.2 工质雷诺数 |
| 4.3.3 入口温度 |
| 4.3.4 出口压力 |
| 4.4 结构参数对流动传热特性影响 |
| 4.4.1 管径 |
| 4.4.2 转折角及节距 |
| 4.5 流动传热关联式 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 核动力船舰S-CO_2循环系统的综合评估 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 （火用）分析 |
| 5.2.1 （火用）分析的概念 |
| 5.2.2 （火用）分析模型的建立 |
| 5.2.3 各部件的（火用）损分布特性 |
| 5.2.4 系统及其部件的（火用）效率 |
| 5.3 紧凑度评估 |
| 5.3.1 体积计算模型的建立 |
| 5.3.2 S-CO_2循环系统的体积 |
| 5.3.3 舰船核反应堆的体积 |
| 5.3.4 动力系统的体积对比 |
| 5.4 综合评估 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 本文工作总结 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 进一步的展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 硕士期间的研究成果 |
（6）球床式氟盐冷却高温堆球床堆积规律研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 符号说明 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 国内外核能发展趋势 |
| 1.1.2 氟盐冷却高温堆的发展历程 |
| 1.2 球床流动和堆积规律研究现状 |
| 1.2.1 气体中干燥颗粒堆积研究 |
| 1.2.2 液体中颗粒堆积研究 |
| 1.2.3 本章小结 |
| 1.3 本文的主要研究目标和内容 |
| 第2章 堆芯球床规律研究实验装置和实验方案 |
| 2.1 缩比实验 |
| 2.2 球床缩比实验装置 |
| 2.2.1 球循环模拟实验装置PRED |
| 2.2.2 球床密实实验装置PBDE |
| 2.2.3 堆芯模拟容器RCM和 semiRCM |
| 2.2.4 其它实验器材 |
| 2.3 总体实验方案和目标 |
| 2.3.1 实验需求 |
| 2.3.2 实验方法 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 正常工况下球床堆积规律实验研究 |
| 3.1 不同因素对球床结构的影响研究 |
| 3.1.1 不同流速和进球速度的影响 |
| 3.1.2 不同进球模式的影响 |
| 3.1.3 水循环冲击的影响 |
| 3.1.4 滞留区的影响 |
| 3.1.5 轴向分区规律 |
| 3.2 堆积因子及其影响因素 |
| 3.2.1 流速和进球速度对堆积因子影响 |
| 3.2.2 有水和无水环境球床堆积对照实验 |
| 3.2.3 不同球床/球径比的影响 |
| 3.2.4 球床高度的影响 |
| 3.2.5 不同下挡板角度的影响 |
| 3.2.6 TMSR-SF1 堆积因子分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 事故工况下球床堆积规律实验研究 |
| 4.1 泵误操作 |
| 4.1.1 实验现象 |
| 4.1.2 流场模拟 |
| 4.2 液位变化 |
| 4.3 振动对球床影响分析 |
| 4.3.1 振动强度影响 |
| 4.3.2 振动方向影响 |
| 4.3.3 振动对不同水力条件下球床的影响 |
| 4.4 堆积因子变化对中子物理影响 |
| 4.4.1 堆积因子变化引入反应性分析 |
| 4.4.2 事故工况反应性分析 |
| 4.5 小结 |
| 第5章 球床堆积规律离散元模拟 |
| 5.1 离散元法的数学模型及方法 |
| 5.2 基于球循环模拟实验装置的DEM建模 |
| 5.3 球床堆积规律研究 |
| 5.3.1 介质物性参数对堆积的影响 |
| 5.3.2 球床堆积过程 |
| 5.3.3 堆积因子径向分布 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 论文创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（7）颗粒群平衡模拟的矩-分布耦合求解方法研究及应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 主要符号对照表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 群平衡模拟研究概况 |
| 1.2.2 群平衡方程的数值求解方法 |
| 1.2.3 矩方法预测颗粒尺度分布 |
| 1.2.4 研究现状总结 |
| 1.3 论文的研究内容和结构安排 |
| 第2章 颗粒群平衡基本理论及矩-分布耦合求解方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 颗粒动力学的核模型 |
| 2.2.1 凝并过程 |
| 2.2.2 成核过程 |
| 2.2.3 表面生长过程 |
| 2.3 群平衡基本理论 |
| 2.3.1 群平衡方程 |
| 2.3.2 自保持分布理论 |
| 2.4 矩-分布耦合求解方法 |
| 2.4.1 矩方法原理 |
| 2.4.2 对数正态矩方法 |
| 2.4.3 矩-分布耦合求解的一般模型 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 颗粒凝并的矩方法解析求解研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 连续区布朗和剪切耦合凝并的解析解 |
| 3.2.1 解析解推导 |
| 3.2.2 结果验证 |
| 3.2.3 凝并演化特性分析 |
| 3.3 低努森数极限下热泳凝并的解析解 |
| 3.3.1 几何平均近似法 |
| 3.3.2 解析解推导 |
| 3.3.3 结果验证 |
| 3.3.4 凝并演化特性及自保持分布分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 考虑分布不对称性的对数偏态矩方法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 对数偏态矩方法的原理 |
| 4.2.1 偏态特性及对数偏态分布 |
| 4.2.2 矩重构对数偏态分布 |
| 4.2.3 矩方法的实现过程及计算步骤 |
| 4.3 方法验证与讨论 |
| 4.3.1 连续区布朗凝并 |
| 4.3.2 自由分子区布朗凝并 |
| 4.3.3 渐近形式分析 |
| 4.3.4 计算效率 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 大温度梯度下石墨粉尘颗粒的凝并行为分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 高温气冷堆石墨粉尘问题背景 |
| 5.3 石墨粉尘颗粒凝并速率分析 |
| 5.3.1 布朗和热泳耦合凝并机制 |
| 5.3.2 高温气冷堆工况 |
| 5.3.3 凝并特性分析 |
| 5.3.4 不同工况下热泳对颗粒凝并速率的影响 |
| 5.4 石墨粉尘颗粒尺度分布演化分析 |
| 5.4.1 粒径表示下的对数偏态矩方法 |
| 5.4.2 不同工况下颗粒尺度分布的演化过程 |
| 5.4.3 偏态对颗粒尺度分布演化的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 针对颗粒成核、凝并和表面生长过程的多模态矩方法 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 多模态矩方法 |
| 6.2.1 矩方程基本形式 |
| 6.2.2 模态分解 |
| 6.2.3 矩方程分解 |
| 6.2.4 数值求解过程 |
| 6.3 火焰合成纳米颗粒模拟 |
| 6.3.1 计算条件 |
| 6.3.2 模拟结果分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 主要创新点 |
| 7.3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A 布朗和剪切耦合凝并解析解的推导过程 |
| 附录B 热泳凝并解析解的推导过程 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果 |
（8）高温气冷堆核电站核岛电气安装工程进度风险管理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国内研究进展 |
| 1.2.2 国外研究进展 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 1.4 研究方法和技术路线 |
| 1.4.1 研究方法 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 第2章 高温气冷堆核岛电气安装工程进度风险管理特点 |
| 2.1 高温气冷堆核电站 |
| 2.2 高温气冷堆核岛电气安装工程特点分析 |
| 2.3 工程项目进度风险管理 |
| 2.3.1 工程项目进度风险的含义 |
| 2.3.2 进度风险管理流程 |
| 2.4 贝叶斯网络 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 风险识别与评价 |
| 3.1 高温气冷堆核岛电气安装工程风险识别 |
| 3.1.1 文献调研法 |
| 3.1.2 专家访谈法 |
| 3.1.3 调查问卷法 |
| 3.2 问卷过程和分析 |
| 3.3 信度分析 |
| 3.4 效度分析 |
| 3.5 风险因素确定 |
| 3.6 因果关系的建立 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 风险评估建模 |
| 4.1 贝叶斯网络基本原理 |
| 4.1.1 贝叶斯网络理论基础 |
| 4.1.2 贝叶斯网络特性 |
| 4.1.3 贝叶斯网络建模流程 |
| 4.1.4 贝叶斯网络推理形式 |
| 4.2 基于贝叶斯网络的进度风险评估模型建立 |
| 4.2.1 软件选择 |
| 4.2.2 模型构建 |
| 4.2.3 变量状态定义 |
| 4.2.4 变量参数获取 |
| 4.2.5 计算模型参数 |
| 4.3 推理分析 |
| 4.3.1 逆向推理 |
| 4.3.2 敏感性分析 |
| 4.3.3 影响强度分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 风险应对与实例验证 |
| 5.1 进度风险应对策略 |
| 5.1.1 常见风险应对策略 |
| 5.1.2 风险应对策略的选择 |
| 5.2 进度风险应对措施 |
| 5.2.1 业主方主要风险应对措施 |
| 5.2.2 设计方主要风险应对措施 |
| 5.2.3 总承包方主要风险应对措施 |
| 5.2.4 施工方主要风险应对措施 |
| 5.2.5 其他风险因素应对措施 |
| 5.3 实例验证 |
| 5.3.1 案例背景 |
| 5.3.2 任务分解与进度计划 |
| 5.3.3 示范工程应急柴油机房电气安装工程进度风险分析 |
| 5.3.4 示范工程应急柴油机房电气安装工程进度风险分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（9）多模块高温气冷堆核电站的建模和操作优化（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 基金 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 背景 |
| 1.1.2 球床模块式高温气冷堆 |
| 1.1.3 HTR-PM核电站工艺特点 |
| 1.1.4 HTR-PM核电站建模及优化的意义 |
| 1.2 文献综述 |
| 1.2.1 数学建模 |
| 1.2.2 参数估计 |
| 1.2.3 实时优化 |
| 1.3 研究内容 |
| 1.3.1 HTR-PM核电站线性回归模型的修正适应法 |
| 1.3.2 HTR-PM核电站的非线性机理建模 |
| 1.3.3 参数映射与实时优化集成的操作优化策略 |
| 1.3.4 双重自适应的操作优化策略 |
| 1.4 论文框架 |
| 第二章 HTR-PM核电站线性回归模型的修正适应法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 HTR-PM核电站线性回归模型 |
| 2.3 实时优化框架下的修正适应法 |
| 2.3.1 实时优化 |
| 2.3.2 修正适应法 |
| 2.3.2.1 基本原理 |
| 2.3.2.2 算法流程 |
| 2.3.3 梯度估算 |
| 2.3.3.1 主动式测量采集方法 |
| 2.3.3.2 连续独立摄动的有限差分方法 |
| 2.4 HTR-PM核电站大范围变负荷 |
| 2.4.1 命题构造 |
| 2.4.2 相同变负荷步长 |
| 2.4.3 不同变负荷步长 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 HTR-PM核电站的非线性机理建模 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 HTR-PM核电站非线性机理模型 |
| 3.2.1 典型模块 |
| 3.2.1.1 反应堆 |
| 3.2.1.2 蒸汽发生器 |
| 3.2.1.3 蒸汽联箱 |
| 3.2.2 全厂模型验证 |
| 3.3 系统化参数估计 |
| 3.3.1 参数子集初选 |
| 3.3.1.1 参数可估计性分析 |
| 3.3.1.2 层次聚类 |
| 3.3.1.3 参数灵敏度计算 |
| 3.3.2 可靠性评估 |
| 3.4 数值结果 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 参数映射与实时优化集成的操作优化策略 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 ITS算法 |
| 4.2.1 基本原理 |
| 4.2.2 HTR-PM核电站大范围变负荷 |
| 4.3 ISOPE算法 |
| 4.3.1 基本原理 |
| 4.3.2 HTR-PM核电站大范围变负荷 |
| 4.4 信赖域框架下的集成操作优化策略 |
| 4.4.1 参数映射 |
| 4.4.2 算法Ⅰ-参数映射与实时优化集成算法 |
| 4.4.3 算法Ⅰ的收敛性分析 |
| 4.4.4 相关工作 |
| 4.4.5 HTR-PM核电站大范围变负荷 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 双重自适应的操作优化策略 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 算法Ⅱ-兼容信赖域扩展机制 |
| 5.2.1 基本原理 |
| 5.2.2 算法Ⅱ的收敛性分析 |
| 5.3 算法Ⅲ-梯度相关迭代步 |
| 5.3.1 基本原理 |
| 5.3.2 算法Ⅲ的收敛性分析 |
| 5.4 案例分析 |
| 5.4.1 Williams-Otto过程操作优化 |
| 5.4.3 HTR-PM核电站负荷分配优化 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 论文总结 |
| 6.2 论文展望 |
| 参考文献 |
| 在读期间主要研究成果 |
（10）基于冷源梯级利用的高超声速飞行器联合发电系统性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 符号表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源与背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 高超声速冲压发动机研究现状 |
| 1.2.2 高超声速飞行器机载发电技术研究现状 |
| 1.2.3 闭式布雷顿循环发电系统研究现状 |
| 1.2.4 半导体温差发电技术研究现状 |
| 1.3 高超声速飞行器大功率发电面临的主要问题 |
| 1.3.1 高马赫数下现有机载发电技术的应用局限 |
| 1.3.2 机载闭式发电系统可用冷源有限 |
| 1.3.3 大温差下半导体温差发电器热电转换率过低 |
| 1.4 本文的研究内容及章节安排 |
| 第2章 机载闭式发电系统性能潜力及有限冷源特性分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 机载闭式与开式发电系统性能对比分析 |
| 2.2.1 冲压空气涡轮发电系统模型 |
| 2.2.2 燃料裂解气涡轮发电系统模型 |
| 2.2.3 理想闭式循环发电系统模型 |
| 2.2.4 不同发电系统性能及工作特性对比 |
| 2.3 机载闭式发电系统有限冷源特征分析 |
| 2.4 有限冷源下闭式循环发电系统功率影响因素分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 有限冷源闭式布雷顿循环发电系统性能分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 闭式布雷顿循环发电系统模型研究 |
| 3.2.1 简单回热循环构型模型 |
| 3.2.2 再压缩循环构型模型 |
| 3.3 冷源工质对闭式布雷顿循环性能影响研究 |
| 3.3.1 简单回热循环构型输入参数 |
| 3.3.2 热效率影响因素分析及优化研究 |
| 3.3.3 基于遗传算法的最小冷源需求优化研究 |
| 3.3.4 不同冷源冷却器温度分布对比 |
| 3.3.5 不同冷源下闭式布雷顿循环电功分数对比 |
| 3.4 有限冷源下闭式布雷顿循环功率优化研究 |
| 3.4.1 计算条件与模型验证 |
| 3.4.2 冷却器夹点温差分布 |
| 3.4.3 恒定冷源温差下功率优化研究 |
| 3.4.4 功率随冷源温差变化规律 |
| 3.4.5 CBC冷源利用不足分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 大温差下多级半导体温差发电系统性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 沿程温度变化的多级半导体温差发电器建模方法研究 |
| 4.2.1 半导体温差发电器原理与结构 |
| 4.2.2 热电模块及材料 |
| 4.2.3 冷却与加热通道准一维模型 |
| 4.2.4 系统性能参数 |
| 4.2.5 计算流程与输入参数 |
| 4.3 大温差下多级半导体温差发电器性能影响因素分析 |
| 4.3.1 陶瓷隔片热阻对发电性能影响分析 |
| 4.3.2 几何参数对发电性能影响分析 |
| 4.3.3 加热通道入口温度影响分析 |
| 4.4 大温差下半导体温差发电器最佳级数研究 |
| 4.4.1 相同级高度下性能优化与对比研究 |
| 4.4.2 相同总高度下性能优化与对比研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 基于冷源梯级利用的联合发电系统性能评估 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 燃料与液态金属热能供给模块性能对比 |
| 5.2.1 燃料与液态金属热能供给模块模型 |
| 5.2.2 液态金属壁面通道入口温度影响分析 |
| 5.2.3 燃烧室壁面温度分布对比 |
| 5.2.4 热能供给性能对比 |
| 5.2.5 闭式发电系统效率影响分析 |
| 5.3 闭式布雷顿循环-半导体温差联合发电系统性能评估 |
| 5.3.1 CBC-TEG联合发电系统简介 |
| 5.3.2 碳氢燃料为冷源的联合发电系统模型 |
| 5.3.3 冷源最高温度影响分析 |
| 5.4 发动机耦合下的联合发电系统性能预测 |
| 5.4.1 联合发电系统与发动机耦合模型 |
| 5.4.2 燃油当量比影响分析 |
| 5.4.3 联合发电系统工作包线与性能边界 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
四、高温气冷堆技术背景和发展潜力的初步研究（论文参考文献）
- [1]包覆核燃料颗粒球形度分选工艺数值模拟研究[D]. 范韬. 浙江大学, 2021(09)
- [2]高温气冷堆关键材料技术发展战略[J]. 史力,赵加清,刘兵,李晓伟,雒晓卫,张征明,张平,孙立斌,吴莘馨. 清华大学学报(自然科学版), 2021(04)
- [3]小型模块化氟盐冷却高温堆的物理设计与研究[D]. 刘思佳. 中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所), 2020(01)
- [4]氯盐快堆优化设计及Th-U循环性能研究[D]. 何燎原. 中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所), 2020(01)
- [5]核动力船舰超临界二氧化碳循环系统建模及性能分析[D]. 石明珠. 东南大学, 2020
- [6]球床式氟盐冷却高温堆球床堆积规律研究[D]. 陈兴伟. 中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所), 2020(01)
- [7]颗粒群平衡模拟的矩-分布耦合求解方法研究及应用[D]. 王开元. 清华大学, 2020
- [8]高温气冷堆核电站核岛电气安装工程进度风险管理研究[D]. 崔旭辉. 中国科学院大学(中国科学院大学工程科学学院）, 2020(03)
- [9]多模块高温气冷堆核电站的建模和操作优化[D]. 羊城. 浙江大学, 2020(01)
- [10]基于冷源梯级利用的高超声速飞行器联合发电系统性能研究[D]. 程昆林. 哈尔滨工业大学, 2020(01)