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包覆燃料颗粒应力的有限元分析被引量：1: 2014年; 高温气冷堆的燃料元件由包覆燃料颗粒弥散在石墨基体中组成。在反应堆运行过程中,辐照及各复杂的物理化学反应产生的应力会使包覆燃料颗粒发生破损,对包覆燃料颗粒进行应力分析是评价燃料元件和反应堆运行安全性能的主要内容之一。本文基于压力壳模式,主要考虑内压作用下的球形壳层应力及包覆燃料颗粒的非球形因素,用有限元法对应力进行了分析。; 曹彬刘兵唐春和; 关键词：包覆燃料颗粒应力有限元法

球形燃料元件基体石墨摩擦磨损性能的研究被引量：1: 2016年; 利用OHT-1000E型摩擦磨损试验机系统研究了氦气中高温气冷堆球形燃料元件基体石墨在不同温度及载荷下的摩擦磨损性能,并与其摩擦磨损后的微观形貌相结合,对其摩擦磨损的机理进行分析。结果表明：在氦气中,不同温度下基体石墨的摩擦磨损性能差异很大,而且在不同载荷下,温度对基体石墨的摩擦磨损性能影响不同。在低载荷下,基体石墨在400~700℃温度范围的摩擦系数较大,在其他温度范围的摩擦系数都相对较小;在高载荷下,基体石墨在100~200℃和400~700℃温度范围的摩擦系数较大,在其他温度范围的摩擦系数都相对较小,载荷主要影响较低温度（100~200℃）下的摩擦磨损性能。基体石墨的摩擦系数、磨损量及其磨损机理有较好的对应关系：当基体石墨的摩擦系数大时,对应的磨损量较多,磨损机理主要为粘着磨损;当基体石墨的摩擦系数较小时,对应的磨损量也较小,磨损机理主要为磨粒磨损。; 李馨楠周湘文卢振明张杰刘兵; 关键词：高温气冷堆球形燃料元件

HTR-PM元件穿衣颗粒批量化生产工艺与设备研究: 作为HTR-PM燃料元件生产线的关键工序之一,在实验室规模的基础上,结合批量生产试验和辐照样品生产试验经验,包覆燃料颗粒的穿衣工艺及设备做了诸多优化和改进,以适合批量化生产的需要。本文系统介绍了穿衣颗粒工序、原理、并通过...; 卢振明周湘文张杰刘兵唐亚平; 关键词：高温气冷堆球形燃料元件; 文献传递

HTR堆内碳素构件孔结构及吸湿特性研究被引量：2: 2016年; 通过压汞法、N_2吸附法,结合SEM研究了石墨（IG-110）和含硼炭砖（BC）的孔结构,采用XPS分析了材料表面基团,测试了两种材料在不同湿度环境下的动态吸湿过程,分析了孔结构、表面基团、环境湿度对吸湿量的影响,为高温气冷堆（HTR）堆内碳素构件的防潮、除湿提供科学参考。结果显示：BC拥有发达的5μm以上开口大孔,存在广泛的中孔级别裂隙;IG-110则绝大多数为开口孔隙,1～5μm的孔隙较为集中。开口孔径的大小和数量是影响吸湿的重要因素。BC平衡吸湿量明显大于IG-110平衡吸湿量;两种材料在不同湿度条件下初始2h内的吸湿量急速增长;不同湿度条件下,一般在5～8h内都能达到平衡,在25℃下湿度为60%～90%时平衡吸湿量随湿度呈线性关系。; 卢振明陈晓彤魏利强周湘文张杰刘兵; 关键词：高温气冷堆孔结构吸湿特性

碳化硅基新型包覆燃料颗粒的设计及制备被引量：3: 2016年; TRISO型包覆燃料颗粒可将核裂变产生的气体、固体裂变产物束缚在燃料颗粒内部,是高温气冷堆安全性的重要保障。为满足未来超高温气冷堆在更高温度及更高燃耗条件下对燃料元件的要求,需对传统TRISO颗粒进行优化和改进。基于包覆颗粒的破损机制,设计了两种SiC基新型包覆颗粒,一种采用疏松SiC层替代疏松热解炭层,包覆层由内而外依次为疏松SiC层、内致密热解炭层、致密SiC层、外致密热解炭层;另一种为全SiC包覆结构,包覆层由内而外依次为内层疏松SiC层、SiC过渡层、外层致密SiC层。根据结构设计,采用流化床化学气相沉积法实验探索了疏松SiC的形成机制及包覆工艺条件,并利用SEM、XRD等进行材料分析,最终成功实现了两种新型包覆颗粒的大规模制备。更进一步,提出了全SiC基燃料元件的概念,并制备了球形和柱形全SiC基模拟燃料元件。; 刘荣正刘马林刘兵邵友林; 关键词：包覆燃料颗粒碳化硅燃料元件高温气冷堆元件设计

HTR-PM元件穿衣颗粒批量化生产工艺与设备研究: 作为HTR-PM燃料元件生产线的关键工序之一,在实验室规模的基础上,结合批量生产试验和辐照样品生产试验经验,包覆燃料颗粒的穿衣工艺及设备做了诸多优化和改进,以适合批量化生产的需要。本文系统介绍了穿衣颗粒工序、原理、并通过...; 卢振明周湘文张杰刘兵唐亚平; 关键词：高温气冷堆球形燃料元件

石墨摩擦性能的研究现状及展望被引量：8: 2014年; 在高温气冷堆中,球形燃料元件基体石墨的摩擦性能对于燃料循环系统的球流设计和反应堆运行安全具有十分重要的意义,已成为核材料学科的重要研究领域之一。文章介绍了迄今为止国内外石墨摩擦性能的研究进展,对石墨摩擦性能的主要影响因素如外在因素中的环境气氛和温度等进行总结,并对载荷、滑动距离和速度等影响因素进行了阐述。石墨摩擦性能的相关研究结果,可为未来开展高温气冷堆用球形燃料元件基体石墨摩擦性能的研究提供借鉴和参考。通过对比结构石墨IG-11和球形燃料元件A3-3基体石墨在空气中的摩擦行为,进一步说明了针对基体石墨摩擦行为开展研究的必要性。; 李馨楠周湘文卢振明张杰刘兵; 关键词：石墨球形燃料元件高温气冷堆

热处理对高温气冷堆球形燃料元件酚醛树脂炭性能的影响被引量：1: 2015年; 为研究炭化和高温纯化等热处理对高温气冷堆球形燃料元件酚醛树脂炭性能的影响,对比分析了炭化后及高温纯化后树脂炭的微观组织和物理性能。结果表明,与炭化后的树脂炭相比,经高温纯化后的树脂炭具有更高的石墨化有序程度,树脂炭内微孔的平均孔径增大,比表面积降低超过50%。在723、773、823和873K温度下,干燥空气中高温纯化后的树脂炭具有较低的氧化速率,表现出更佳的抗氧化腐蚀性能。高温纯化后树脂炭石墨化有序程度的提高有利于提高球形燃料元件的综合性能。; 周湘文张杰卢振明刘兵唐亚平唐春和; 关键词：球形燃料元件酚醛树脂炭

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清华大学自主科研计划(20121088038)