非均匀来流条件下核主泵两相降级机理及非稳态激励特性研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51906085
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    26.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0602.内流流体力学
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

The two-phase degradation characteristic of the reactor coolant pump is a key parameter for assessing the safety of a nuclear power plant. In-depth study of the two-phase degradation mechanism of the reactor coolant pump and its unsteady excitation characteristics caused by the non-uniform inflow are the fundamental way to ensure the reliability of the reactor coolant pump and the safety of the nuclear power plant. The project takes the reactor coolant pump non-uniform inflow as the research object. The Particle Image Velocimetry (PIV) and the Pulsed Shadowgraphy Technique (PST) will be used to study the gas-liquid two-phase flow of the nuclear main pump inlet under non-uniform inflow condition. Combined with the LES and VOF multiphase flow model numerical calculation method, the high speed photography technology is utilized to reveal the spatiotemporal evolution characteristics of the gas-liquid two-phase flow in the reactor coolant pump. Based on the fluid feature recognition and extraction technique, the spatiotemporal distribution characteristics and evolution laws of vortex structures with different frequencies are discussed by using Proper Orthogonal Decomposition (POD). The inflow mechanism of non-uniform inflow and blade interference is analyzed. The inner flow mechanisms of non-uniform inflow interference with impeller blade are analyzed. At the same time, the pressure and velocity pulsation signals are collected by the pressure pulsation acquisition system and the LDV technology, and the unsteady excitation characteristics induced by the non-uniform inflow are explored. Combined with the two-phase degradation characteristics of the reactor coolant pump, the internal correlation mechanisms of vortex structure, gas-liquid two-phase flow, hydraulic unsteady excitation characteristics, pump inner flow and two-phase degradation characteristics caused by non-uniform inflow are constructed. The project research can provide theoretical basis and technical support for the accurate assessment of nuclear power plant safety under accident conditions.
核主泵两相降级特性是评估核电厂安全性的关键参数,非均匀来流条件下核主泵气液两相降级机理及非稳态激励特性是保障核主泵可靠性和核电厂安全性的关键问题。项目以核主泵非均匀来流为研究对象,采用粒子图像测速技术PIV和脉冲阴影技术PST,研究非均匀来流条件下核主泵进口气液两相流流态。采用高速摄像技术,并结合LES和VOF数值计算方法,揭示核主泵气液两相流流动时空演变特性。基于流态特征识别与提取技术,并采用本征正交分解POD探讨不同频率涡结构时空分布特征及演变规律,分析非均匀来流与叶片干涉的内流作用机制。同时采用压力脉动采集系统和LDV技术对压力、速度脉动信号进行采集,探索非均匀来流诱发的非稳态激励特性,并结合核主泵两相降级特性,构建非均匀来流引起的涡结构、气液两相流流动、非稳态激励特性、泵内流场与两相降级特性的内在关联机制。项目研究可以为事故工况下核电厂安全性准确评估提供理论依据和技术支撑。

结项摘要

核主泵两相降级特性是评估核电厂安全性的关键参数,非均匀来流条件下核主泵气液两相降级机理及非稳态激励特性是保障核主泵可靠性和核电厂安全性的关键问题。项目针对非均匀来流条件下核主泵两相降级机理及激励特性开展系统研究,搭建了泵外特性、内部流动结构可视化及其诱导时频域特性一体化同步测量的非均匀来流核主泵实验台,通过时间分辨层析粒子图像测速技术模拟来流情况下的速度和压力,重构了三维空间非均匀流场,以评估其对核主泵的影响。采用乘法代数重建技术重构了组成整个非均匀流场的五个体积速度场。采用本征正交分解方法对流场进行分析研究。开展了直管均匀来流与非均匀来流对核主泵外特性、流场、空化、空化脉动的影响,基于精细化数值计算方法分析了核主泵入口及内部流动非稳态时空演变特性,开展了叶片泵空化两相流共性基础理论研究。最后基于研究发现和成果,提出了多项非均匀来流主动控制和抑制措施,提出了多项叶片泵性能提升措施。项目研究可以为事故工况下核电厂安全性准确评估、后续不同比尺对性能影响和泵综合性能优化研究提供理论依据和技术支撑。

项目成果

期刊论文数量(19)
专著数量(1)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(1)
专利数量(12)
Research on the Pump Shaft Stability Analysis of Multistage Centrifugal Pump During Closed-Valve Start-Up Process
  • DOI:
    10.3389/fenrg.2020.00186
  • 发表时间:
    2020-09
  • 期刊:
    FRONTIERS IN ENERGY RESEARCH
  • 影响因子:
    3.4
  • 作者:
    Long Yun;Lin Bin;Fang Jie;Ge Jie;Xu Longbo;Fu Qiang;Zhu Rongsheng
  • 通讯作者:
    Zhu Rongsheng
Transient structural load characteristics of reactor coolant pump rotor system in rotor seizure accident
转子卡死事故中反应堆冷却剂泵转子系统瞬态结构载荷特性
  • DOI:
    10.1016/j.anucene.2021.108631
  • 发表时间:
    2021-12
  • 期刊:
    ANNALS OF NUCLEAR ENERGY
  • 影响因子:
    1.9
  • 作者:
    Lu Yonggang;Long Yun;Zhu Rongsheng;Wang Zhengwei;Wang Xiuli
  • 通讯作者:
    Wang Xiuli
Numerical Study on Wave Radiation by a Barge with Large Amplitudes and Frequencies
大振幅、大频率驳船辐射波的数值研究
  • DOI:
    10.3390/jmse8121034
  • 发表时间:
    2020-12
  • 期刊:
    Journal of Marine Science and Engineering
  • 影响因子:
    2.9
  • 作者:
    Yajie Li;Yun Long
  • 通讯作者:
    Yun Long
Research on Cavitation Wake Vortex Structures Near the Impeller Tip of a Water-Jet Pump
喷水泵叶轮叶尖附近的空化尾流涡结构研究
  • DOI:
    10.3390/en16041576
  • 发表时间:
    2023-02
  • 期刊:
    Energies
  • 影响因子:
    3.2
  • 作者:
    Yun Long;Mingyu Zhang;Zhen Zhou;Jinqing Zhong;Ce An;Yong Chen;Churui Wan;Rongsheng Zhu
  • 通讯作者:
    Rongsheng Zhu
多参数优化设计对喷水推进组合体水力性能的影响
  • DOI:
    10.3969/j.issn.1674-8530.21.0026
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    排灌机械工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张岩;王路逸;钟锦情;龙云
  • 通讯作者:
    龙云

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其他文献

基于Curvelet域匹配滤波的缺失道插值和去噪方法
  • DOI:
    10.1007/s11600-017-0078-x
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    acta geophysica
  • 影响因子:
    2.3
  • 作者:
    杨泓渊;龙云
  • 通讯作者:
    龙云
赣县崩岗削坡开梯柑桔园土壤性质随种植年限的变化趋势
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    华中农业大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    何溢钧;张勇;吕悦凝;龙云
  • 通讯作者:
    龙云
基于网络关注度的旅游就业需求时空分布特征及影响因素
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    中国旅游评论
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    马丽君;龙云
  • 通讯作者:
    龙云
1978年来我国旅游与经济发展波动周期的非同步性分析
  • DOI:
    10.15983/j.cnki.jsnu.2016.06.462
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
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  • 作者:
    马丽君;龙云;孙根年
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    孙根年
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  • DOI:
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  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    地理科学
  • 影响因子:
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  • 作者:
    马丽君;龙云
  • 通讯作者:
    龙云

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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