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[发明专利]一种液态金属填充间隙的复合碳化硅包壳核燃料棒-CN202111511916.X有效
发明人：巫英伟;张睿潇;贺亚男;章静;田文喜;秋穗正;苏光辉 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2021-12-06 - 公布日： 2022-12-09 - 主分类号： G21C3/20 文献下载
摘要：本发明公开了一种液态金属填充间隙的复合碳化硅包壳核燃料棒，包括燃料芯块，设置在燃料芯块周围的复合碳化硅包壳，以及用于填充部分芯块‑包壳间隙空间的液态金属。该燃料棒设计通过使用液态金属代替氦气以加强间隙导热能力，明显降低由于碳化硅包壳受辐照后热导率降低导致的较高燃料温度；通过增大间隙尺寸，在保证燃料温度处于较低水平的同时，避免反应堆运行期间燃料芯块与包壳发生机械相互作用，维持外层包壳始终为受压状态，显著降低碳化硅包壳失效概率，提高碳化硅包壳燃料棒运行的安全性。
一种液态金属填充间隙复合碳化硅核燃料

[发明专利]一种用于制备具有纳米表面的吸液芯丝网的实验装置及方法-CN202110978090.1有效
发明人：郭凯伦;汪泽涛;王成龙;田文喜;秋穗正;苏光辉 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2021-08-24 - 公布日： 2022-12-09 - 主分类号： F28D15/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种用于制备具有纳米表面的吸液芯丝网的实验装置及方法，该实验装置包括加热罐、保温层、电磁感应加热装置、定位栅格、定位环等部件；所述的制备具有纳米表面的吸液芯丝网的实验装置及方法可以实现不同目数下的具有纳米表面的吸液芯丝网的制备，并且操作简便、易于执行；本发明提供了一种可以用于提升高温碱金属热管内毛细传热极限的具有纳米表面吸液芯丝网制备的通用方法。
一种用于制备具有纳米表面吸液芯丝网实验装置方法

[发明专利]一种小型氟盐冷却高温堆非能动余排系统综合实验装置-CN202111005733.0有效
发明人：张大林;闵鑫;吕鑫狄;周星光;王成龙;田文喜;秋穗正;苏光辉 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2021-08-30 - 公布日： 2022-12-09 - 主分类号： G21C17/025 文献下载
摘要：一种小型氟盐冷却高温堆非能动余排系统综合实验装置，包括由储盐罐、氟盐泵、加热器、冷却器、鼓风机、阀门及相应管道组成的氟盐冷却剂充排回路；由热池模拟器、加热棒、独立热交换器、缓冲罐、空冷器、风门及连接管道组成的实验主回路，实验主回路包括一回路、中间回路及堆外回路。热池模拟器中经加热棒加热的一回路冷却剂在独立热交换器一次侧释放热量，中间回路冷却剂在独立热交换器二次侧吸热后于空冷器一次侧释放热量，空冷器二次侧空气流动对一次侧冷却剂实现冷却。本发明以氟盐为工质，实现对小型氟盐冷却高温堆非能动余排系统堆内‑堆外自然循环耦合作用机制的研究，为分析系统余排能力及关键影响因素设计了一套完整安全有效的实验方案。
一种小型冷却高温能动系统综合实验装置

[发明专利]基于一体式换热器的小型氟盐堆非能动余排系统-CN202111005742.X有效
发明人：张大林;闵鑫;李新宇;姜殿强;王成龙;田文喜;秋穗正;苏光辉 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2021-08-30 - 公布日： 2022-12-09 - 主分类号： G21C15/18 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于一体式换热器的小型氟盐堆非能动余排系统，包括堆芯、热池、冷池、冷热池隔板、3台并联的主热‑余热一体式换热器、空冷器及余排回路管道。本发明采用主热‑余热一体式换热器导出热量，余排回路和二回路共同在一体式换热器紧凑空间内与一回路工质换热，有助于减小换热器体积及反应堆小型化。余排回路采用比热大、导热能力强、沸点高且熔点低的镓为冷却剂，有较好的换热特性且可在正常运行和事故工况下保持液态。余排管道采用金属材料钛，具有强抗腐蚀性，其耐磨蚀特性适用于小型氟盐堆建设的西部风沙严重地区；钛的比强度高，可加工成利于散热的小热阻薄壁管道。本发明为小型氟盐堆提供了紧凑安全高效的非能动余排系统方案。
基于体式换热器小型氟盐堆非能动系统

[发明专利]一种摇摆条件下液态金属铅铋合金流动传热特性分析方法-CN202111014897.X有效
发明人：王成龙;刘志鹏;田文喜;秋穗正;苏光辉;张大林 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2021-08-31 - 公布日： 2022-12-09 - 主分类号： G16C10/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种摇摆条件下液态金属铅铋合金流动传热特性分析方法，1、根据铅铋合金流动通道进行结构参数建模，输入初始流场、温度场和压力场，作为静止状态计算初值；2、调用铅铋合金物性关系式，引入湍流普朗特数模型，获得静止状态下流场、温度场和压力场，作为摇摆条件工况计算初值；3、设置摇摆条件计算时间步长，调用脉动速度进口边界条件，设置脉动幅度和周期；4、调用摇摆条件下外力场计算功能，设置摇摆幅度和周期；5、设置摇摆运动时间，计算铅铋合金在摇摆条件下流动及传热特性，直至单次时间步长计算收敛及摇摆运动时间达到计算要求。本发明为铅铋反应堆在海洋工程应用上的设计和安全分析提供了方法。
一种摇摆条件下液态金属合金流动传热特性分析方法

[发明专利]一种近地轨道下空间堆热管辐射器传热特性分析方法-CN202111066037.0有效
发明人：王成龙;金钊;张大林;秋穗正;田文喜;苏光辉 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2021-09-13 - 公布日： 2022-12-09 - 主分类号： G06F30/17 文献下载
摘要：一种近地轨道下空间堆热管辐射器传热特性分析方法，主要步骤如下：1、确定空间堆运行轨道高度、倾角、周期，确定辐射器结构与初始参数，输入热管热源、热阱温度，设定计算时间；2、对辐射器的热管及翅片划分控制体，初始化计算；3、计算热管管壁、吸液芯及蒸汽腔温度随时间变化率；4、计算当前时刻太阳辐射热流密度；5、计算翅片温度随时间变化率；6、利用吉尔算法求解热管及翅片温度，跳到步骤3进行下一时刻的计算，循环计算直到达到设定时间。本发明的方法可以计算近地轨道下空间堆热管辐射器传热特性，并且在计算时可以得到更精确的计算结果。
一种轨道空间热管辐射器传热特性分析方法

[发明专利]一种钠冷快堆卷吸现象堆外可视化实验系统及实验方法-CN202110656209.3有效
发明人：巫英伟;姚灏;苏光辉;田文喜;秋穗正 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2021-06-11 - 公布日： 2022-12-09 - 主分类号： F04B51/00 文献下载
摘要：一种钠冷快堆卷吸现象堆外可视化实验系统及实验方法，该系统包括卷吸实验装置、水箱、给水泵、引水泵、流量计和若干阀门及连接管道；卷吸实验装置为两侧视窗和前后框型筋板构成的中空容器，一端底部侧面设有水平进口段，另一端底部设有排水口；其内设有一圆管，在预设位置处由出口窗口分成上下两段，下半段与出口管路相连；圆管与排水口间设有竖直挡板，与水平进口段间设有可拆卸的导向板；卷吸实验装置与水箱分别通过给水管路、回水管路和排水管路相连；给水泵和引水泵分别布置在给水管路和回水管路，且回水管路设有旁路。本发明实验系统能够模拟钠冷快堆内可能发生的多种类型卷吸现象，可用于可视化研究快堆钠池液面卷吸现象发生准则和热工水力特性，揭示卷吸机理。
一种钠冷快堆卷吸现象可视化实验系统方法

[发明专利]一种核反应堆板状燃料熔化流固耦合无网格分析方法-CN202110484617.5有效
发明人：陈荣华;肖鑫坤;蔡庆航;张鹏辉;郭凯伦;田文喜;苏光辉;秋穗正 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2021-04-30 - 公布日： 2022-12-09 - 主分类号： G16C10/00 文献下载
摘要：一种核反应堆板状燃料熔化流固耦合无网格分析方法，具体步骤如下：1、在笛卡尔坐标系下对板状核燃料进行初始建模；2，采用链表法对邻居粒子进行检索，将邻居粒子信息保存在数组内；3，显式计算动量守恒方程中的重力项、粘性项和表面张力项，得到粒子的估算速度和位置；4，计算粒子间传热，使用焓值相变模型判断粒子的相态；5，检索是否存在固体粒子之间的碰撞，使用DEM模型进行计算；6，隐式计算压力梯度项，修正粒子的速度和位置；7，输出需要的结果，推进时间步长直到模拟结束。本方法考虑了核反应堆板状燃料熔化流固耦合的所有现象，粒子法能够对熔融物自由液面进行精确捕捉，固液耦合模型能够分析熔融物和燃料微粒之间的作用。
一种核反应堆燃料熔化耦合网格分析方法

[发明专利]深海潜航用固态堆芯核反应堆应急热量导出系统及工作方法-CN202110759319.2有效
发明人：王成龙;田智星;郭凯伦;张大林;田文喜;秋穗正;苏光辉 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2021-07-05 - 公布日： 2022-12-09 - 主分类号： G21C15/18 文献下载
摘要：本发明公开了一种深海潜航用固态堆芯核反应堆应急热量导出系统及工作方法，该系统包括一次冷却回路和二次冷却回路，一次冷却回路和二次冷区回路通过相变储能换热器连接，一次冷却回路直接对固态堆芯进行冷却；二次冷却回路将来自一次冷却回路的热量散热到最终热阱。本发明结构简化，可为深海用固态堆芯提供高效可靠冷却。
深海潜航固态核反应堆应急热量导出系统工作方法

[发明专利]一种反应堆小破口多维度耦合分析方法-CN202110784999.3有效
发明人：王成龙;杨宇鹏;张大林;秋穗正;田文喜;苏光辉 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2021-07-12 - 公布日： 2022-12-09 - 主分类号： G06F30/18 文献下载
摘要：本发明公开了一种反应堆小破口多维度耦合分析方法，步骤如下：1、建立带有小破口的压力壳流体域几何模型，并进行节点划分；2、建立安全壳几何模型，并进行网格划分；3、设置边界条件以及初始条件，并计算T0时刻压力壳流体域参数；4、将Tn时刻计算得到的压力壳流体域参数作为安全壳流体域输入参数，得到Tn+1时刻安全壳流体域参数；5、将Tn+1时刻安全壳计算结果作为压力壳边界条件，计算Tn+1时刻压力壳流体域参数；6、重复步骤3至5，迭代计算到设定的终止时间，计算停止；本发明的方法可以应用于反应堆小破口事故下安全壳与压力壳间的多维度耦合分析计算，对核反应堆的设计与安全分析具有重要意义。
一种反应堆破口多维耦合分析方法

[发明专利]一种锂冷核反应堆与斯特林发电机耦合传热特性分析方法-CN202111066073.7有效
发明人：王成龙;金钊;张大林;苏光辉;田文喜;秋穗正 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2021-09-13 - 公布日： 2022-12-02 - 主分类号： G21D1/02 文献下载
摘要：一种锂冷核反应堆与斯特林发电机耦合传热特性分析方法，主要步骤如下：1、输入锂冷核反应堆以及斯特林发电机的结构、几何参数，确定堆芯燃料的功率分布和冷却剂的温度，输入反应堆堆芯流量及堆芯斯特林发电机冷端温度，设定计算时间；2、对核反应堆堆芯划分控制体并进行初始化计算；3、建立关于堆芯控制体的非线性微分方程，通过吉尔算法得到当前时刻堆芯控制体温度；4、计算当前时刻斯特林发电机换热量；5、根据所有已知条件，利用吉尔算法求解下一时刻的堆芯温度、压力等参数，循环计算直到达到设定时间。本发明的方法可以计算锂冷核反应堆与斯特林发电机耦合时的瞬态传热运行特性，为锂冷核反应堆与斯特林发电机的搭配设计提供建议与指导。
一种核反应堆斯特林发电机耦合传热特性分析方法

[发明专利]一种高温热管定量充液装置及方法-CN202110972295.9有效
发明人：王成龙;田智星;郭凯伦;张大林;田文喜;秋穗正;苏光辉 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2021-08-24 - 公布日： 2022-10-28 - 主分类号： F28D15/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种高温热管定量充液装置及方法，该装置包括缓冲罐、标定管、液位计、惰性气体罐、真空泵、真空计、压力表、水/氧含量检测计、工质净化回路出口、工质净化回路入口、热管等。本发明结构简单、可靠性高、可实现高温热管的定量充液。
一种高温热管定量装置方法

[发明专利]小型氟盐冷却高温堆自适应布雷顿循环能量转换系统-CN202111007622.3有效
发明人：张大林;李新宇;王式保;王成龙;田文喜;秋穗正;苏光辉 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2021-08-30 - 公布日： 2022-10-28 - 主分类号： G21C1/04 文献下载
摘要：本发明公开了小型氟盐冷却高温堆自适应布雷顿循环能量转换系统，包括反应堆本体系统、熔盐储能系统、布雷顿动力循环系统和各系统之间管道等其他连接设备构成的循环回路；反应堆本体系统作为自适应布雷顿循环能量转换系统的热源，熔盐储能系统作为自适应布雷顿循环能量转换系统的储能和中间输热子系统，布雷顿动力循环系统用于实现热动转换；根据不同的任务需求和空间需求，该自适应布雷顿循环能量转换系统具有八种不同的布雷顿循环构型，它们在体积、控制和热效率上各有优势；本发明为小型氟盐冷却高温堆提供了多模式、自适应的布雷顿循环能量转换系统方案，有助于推动我国自主掌握反应堆布雷顿循环系统设计技术的进程。
小型冷却高温自适应布雷循环能量转换系统

[发明专利]模块化多用途小型氟盐冷却高温堆能量系统-CN202111007626.1有效
发明人：张大林;姜殿强;李新宇;闵鑫;王成龙;田文喜;秋穗正;苏光辉 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2021-08-30 - 公布日： 2022-10-28 - 主分类号： F01K7/32 文献下载
摘要：本发明公开了模块化多用途小型氟盐冷却高温堆能量系统：包括反应堆本体系统、非能动余热排出系统、紧凑型超临界二氧化碳布雷顿循环系统、二回路系统和综合利用型超临界二氧化碳布雷顿循环系统；反应堆核燃料采用TRISO+石墨基体材料和螺旋十字型式，可以提高传热性能及固有安全性；紧凑型超临界二氧化碳布雷顿循环系统热效率超过48％，可以应用于空间有限的场所；综合利用型超临界二氧化碳布雷顿循环热效率超过54％，可以应用于资源丰富的场所；本发明既能实现能量的高效紧凑利用，也能满足能源多用途、一体化的生产、储存和转化需求。
模块化多用途小型冷却高温能量系统

[发明专利]一种核反应堆堆芯核热耦合分析方法-CN202110331425.0有效
发明人：王明军;霍雨辰;余浩;田文喜;秋穗正;苏光辉 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2021-03-29 - 公布日： 2022-10-28 - 主分类号： G06F30/23 文献下载
摘要：本发明公开了一种核反应堆堆芯核热耦合分析方法，步骤如下：1、根据堆芯几何结构构建网格模型；2、建立物理热工双向反馈模型，包括热工‑物理数据传递模型和物理‑热工数据传递模型；3、根据网格模型和反馈模型，建立核热耦合计算方法：根据热工参数和少群宏观截面库更新堆芯宏观截面；基于有限体积法，根据堆芯宏观截面求解少群中子扩散方程，得到堆芯中子通量分布；将中子通量分布转化为堆芯热源分布；基于多孔介质方法和燃料棒温度求解方法，对堆芯进行热工水力计算，得到相关热工参数；重复以上步骤，直至计算收敛。本发明可以实现核反应堆堆芯核高精度稳态热耦合分析，得到堆芯实际热工水力参数及中子动力学参数分布结果。
一种核反应堆堆芯核热耦合分析方法