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[发明专利]一种热管反应堆堆芯多物理场耦合方法-CN202310805206.0在审
发明人：苏光辉;黄金露;王成龙;田文喜;郭凯伦;秋穗正 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2023-07-03 - 公布日： 2023-10-27 - 主分类号： G06F30/28 文献下载
摘要：本发明公开了一种热管反应堆堆芯多物理场耦合方法，包括以下步骤：首先是前处理部分，包括建立堆芯几何模型，针对几何模型划分网格，设置物性参数、边界条件；其次，程序初始化设置，设定堆芯材料的初始温度，开展堆芯初始中子物理计算得到堆芯功率大小和分布，为循环迭代提供输入；随后，依据堆芯初始功率分布开展热分析计算，热分析计算得到堆芯温度分布，并以堆芯温度分布结果开展力学分析计算；热分析计算得到堆芯材料温度和力学分析计算得到形变几何更新到中子物理求解输入卡中，对堆芯几何、材料参数和核数据进行修正，再次开展中子物理计算，进入下一步迭代，直至满足收敛条件。最后得到考虑了核热力耦合计算的堆芯中子学参数、温度分布和应力应变分布。本发明为热管反应堆设计和优化奠定基础。
一种热管反应堆堆物理耦合方法

[发明专利]一种板状燃料堆芯亚通道级三维热工水力分析方法-CN202210073056.4有效
发明人：王明军;刘奚彤;刘凯;章静;田文喜;苏光辉;秋穗正 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2022-01-21 - 公布日： 2023-10-24 - 主分类号： G06F30/28 文献下载
摘要：本发明公开了一种板状燃料堆芯亚通道级三维热工水力分析方法，该方法主要内容如下：1、建立由通道级网格与亚网格组成的亚通道级网格；2、对生成的两类网格进行标记；3、在控制方程中附加源项、修正几何与引入湍流搅混以构建冷却剂流动换热分析模型；4、针对原固体域设置离散节点，构造燃料板热工特性数值求解模型；5、建立流固耦合传热模型。本方法通过对板状燃料全堆芯进行亚通道级网格划分，在精确计算冷却剂温度场与流场、板状燃料温度分布的基础上，简化网格规模、显著降低计算资源，同时能够捕捉冷却剂流动与换热细节，为在工程中使用数值模拟技术对板状燃料全堆芯进行热工水力特性分析提供了一种兼具效率与精度的新型研究方法。
一种燃料堆芯亚通道三维水力分析方法

[发明专利]一种基于模型降阶的空间热离子堆温度场快速预测方法-CN202310905675.X在审
发明人：王成龙;刘硕;金钊;苏光辉;秋穗正;田文喜 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2023-07-21 - 公布日： 2023-10-17 - 主分类号： G06F30/28 文献下载
摘要：一种基于模型降阶的空间热离子堆温度场快速预测方法，1.指定空间热离子堆的运行功率区间，并随机生成功率样本空间；2.对功率样本空间内每个功率的温度场进行求解，得到整个功率样本空间的数据快照矩阵；3.对数据快照矩阵进行本征正交分解，得到正交基矩阵和模态系数矩阵，将整个空间热离子堆的温度场分解成样本温度场的平均值和若干正交基向量与模态系数的乘积相加的形式；4.基于广义能百分比，选取一定数量的正交基向量作为主模态建立降阶模型；5.基于反向传播算法，利用样本空间中每个功率值和对应的模态系数训练神经网络，得到代理模型；6.在训练好的代理模型中输入功率值得到模态系数，再结合降阶模型，即可获得全部网格节点的温度值。本发明方法计算快速且结果准确。
一种基于模型空间离子温度场快速预测方法

[发明专利]压水堆棒束环状燃料元件流致振动实验台架及实验方法-CN202310883356.3在审
发明人：章静;崔庭抒;郭保鑫;巫英伟;贺亚男;田文喜;王明军;苏光辉;秋穗正 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2023-07-18 - 公布日： 2023-10-13 - 主分类号： G01M7/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种压水堆棒束环状燃料元件流致振动实验台架及实验方法，该实验台架包括主回路系统、测量系统和压力控制系统。主回路系统用于提供冷却剂流动并模拟不同压水堆工况，测量系统用于监测实验段内的流场参数和燃料棒束的振动响应，压力控制系统用于调节实验段和主回路的压力。本发明能够满足不同工况下压水堆棒束环状燃料元件流致振动机理性实验研究，能够准确测量燃料棒束的流场演化和振动响应，同时采取了多种减振措施避免了实验回路系统的振动对实验段的影响。本发明为压水堆环状燃料元件的设计优化和安全评价提供了有效的实验手段和数据支撑。
压水堆棒束环状燃料元件振动实验台架方法

[发明专利]一种热管纳米涂层吸液芯的润湿性测量实验装置及方法-CN202310846731.7在审
发明人：苏光辉;孙奇士;郭凯伦;田文喜;王成龙;秋穗正 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2023-07-11 - 公布日： 2023-10-03 - 主分类号： G01N13/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种热管纳米涂层吸液芯的润湿性测量实验装置及方法，直流工作台电源单元连接到盒式加热器，在盒式加热器的中心切出一个槽，插入石墨烯纳米涂层丝网基板，盒式加热器用于加热石墨烯纳米涂层丝网基板，同时也作为观察平台；注射泵上的计针将水滴输送到表面上便于后续观测；K型热电偶放置在石墨烯纳米涂层丝网基板的边缘，测量环境温度T∞，用于红外热像仪的校准。红外热像仪用于测量基板在冷却过程中的平均温度变化；数码显微镜用于观察和测量水滴的扩散；高速摄像机和玻璃纤维光源垂直安装在石墨烯纳米涂层丝网基板表面上，以原位观察和捕捉水滴与加热表面接触的前10毫秒内的动态液滴特性。
一种热管纳米涂层吸液芯润湿测量实验装置方法

[发明专利]一种采用温差发电技术的热管堆地面试验装置-CN202111340405.6有效
发明人：王成龙;杨海旺;田智星;郭凯伦;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： 2021-11-12 - 公布日： 2023-10-03 - 主分类号： F03G7/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种采用温差发电技术的热管堆地面试验装置，该装置包括程控电源、加热棒、加热单元铜基体、高温热管、发电单元铜基体、温差发电器、冷板、水泵、水箱等。程控电源调节加热棒的加热功率，模拟反应堆堆芯功率变化；加热棒模拟反应堆燃料元件裂变产生热量；加热单元铜基体模拟反应堆固态堆芯，固定支撑加热棒及高温热管；高温热管将热量从加热棒传导至温差发电器进行热电转换；发电单元铜基体用于分配热量并固定支撑温差发电器；冷板、水泵和水箱依次连接组成冷却回路对温差发电器进行冷却。本发明为开展热管‑温差发电机理性实验提供了切实可行的试验装置。
一种采用温差发电技术热管地面试验装置

[发明专利]一种适用于高温腔体的热管理系统及工作方法-CN202310471623.6有效
发明人：苏光辉;田智星;王成龙;田文喜;郭凯伦;秋穗正 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2023-04-27 - 公布日： 2023-10-03 - 主分类号： F28D15/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种适用于高温腔体的热管理系统及工作方法，包括高温腔体、高温热管组、储热系统、移动平台和常温热管。本发明设置高温热管组可插入高温腔体内部导出热量，加速高温腔体的冷却；设置储热介质，将高温腔体内部的热量储存于储热介质内部，实现热量回收；设置常温热管加速低温下的高温腔体的冷却。本发明具有结构简单、可靠性高、非能动的特点，因而具有广阔的应用前景。
一种适用于高温管理系统工作方法

[发明专利]一种碱金属热管的归一化蒸气传热计算方法-CN202310614012.2有效
发明人：苏光辉;张泽秦;王成龙;田文喜;郭凯伦;秋穗正 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2023-05-29 - 公布日： 2023-10-03 - 主分类号： G06F17/13 文献下载
摘要：一种碱金属热管的归一化蒸气传热计算方法，1、确定碱金属热管的计算参数，包括几何及材料、边界条件、网格划分、初始条件；2、计算热管气液界面的饱和压力；3、构造以蒸气温度为自变量的解析函数；4、迭代求解归一化蒸汽温度；5、计算热管管壁及吸液芯区域的温度变化率；6、用Gear算法求解离散的控制方程组，获得热管管壁和吸液芯温度分布；7、计算完成，输出计算结果。本发明考虑热管的等温特性，针对不同几何尺寸及边界条件的碱金属热管进行数值模拟，计算热管蒸气区的归一化蒸气温度，进而获得碱金属热管的瞬态传热特性，为碱金属高温热管的工程应用及分析计算提供建议与指导。
一种碱金属热管归一化蒸气传热计算方法

[发明专利]基于弱可压缩模型的直流蒸汽发生器一维两相流计算方法-CN202310787573.2在审
发明人：张大林;冯振宇;李新宇;王博;刘雅鹏;田文喜;秋穗正;苏光辉 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2023-06-29 - 公布日： 2023-09-26 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于弱可压缩模型的直流蒸汽发生器一维两相流计算方法，旨在通过对物理过程合理假设和求解过程适当简化，实现直流蒸汽发生器可压缩效应明显的强瞬态工况的准确、稳定、快速计算求解。具体步骤如下：1、采用交错网格的方法对蒸汽发生器进行网格节点划分和连接；2、获取边界条件和输入旧时间步物理场，计算物性参数；3、计算蒸汽发生器流量分布；4、显式计算流量时间导数；5、计算蒸汽发生器压力分布；6、显式计算压力时间导数；7、用当前时间步压力更新物性；8、隐式计算比焓时间导数；9、隐式求解焓方程，收敛后时间推进，直至结束时间。
基于可压缩模型直流蒸汽发生器两相计算方法

[发明专利]一种多用途自适应高温热管-CN202310739591.3在审
发明人：苏光辉;田智星;张智鹏;王成龙;田文喜;郭凯伦;张大林;秋穗正 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2023-06-21 - 公布日： 2023-09-22 - 主分类号： F28D15/04 文献下载
摘要：本发明属于相变换热设备技术领域，涉及一种多用途自适应高温热管，包括管壳，其两端分别设置有第一端盖和第二端盖，所述第一端盖和第二端盖与所述管壳匹配；第一多孔结构层、第二多孔结构层、第三多孔结构层从外向内依次设置在所述管壳的内壁上；第一液量调节件和第二液量调节件，相对设置，且分别设置在所述第一端盖和第二端盖上；充液管，其一端依次贯穿第二端盖和第二液量调节件且延伸至所述管壳内部，另一端设置有密封结构。本发明解决了热管适用功率范围受限，不满足多用途要求，真空度无法持续提升的技术问题，结构简单、非能动，能够极大地提升热管的工作效率和适用性，实用性强，值得推广。
一种多用途自适应高温热管

[发明专利]一种超高温热管-CN202310739589.6在审
发明人：苏光辉;田智星;张智鹏;王成龙;田文喜;郭凯伦;张大林;秋穗正 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2023-06-21 - 公布日： 2023-09-22 - 主分类号： F28D15/04 文献下载
摘要：本发明属于相变换热设备技术领域，涉及一种超高温热管，包括管壳，其内设置有热管腔，所述热管腔和管壳之间设置有多个填充有载热气体的换热气道，所述换热气道的一端连通；筒体，由多孔材料构成，设置在所述热管腔内，所述筒体的内部空间形成蒸气腔，所述热管腔和所述筒体之间设置有多个用于支撑所述筒体的支撑块，所述筒体的侧壁中设置有多个环腔流道，所述热管腔和所述筒体之间形成间隙流道；换热器，设置在所述换热气道的另一端，所述换热器与所述换热气道连接，用于在高功率水平工况，驱动载热气体在换热气道内流动，并将热量输送至换热器。本发明结构简单、能动和非能动结合，能够极大地提升热管的工作效率、提升运行的可靠性。
一种超高温热管

[发明专利]核反应堆热工安全关键现象高精度粒子法分析方法-CN202310706212.0在审
发明人： 田文喜;陈荣华;郭凯伦;张魁;秋穗正;苏光辉 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2023-06-14 - 公布日： 2023-09-12 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：核反应堆热工安全关键现象高精度粒子法分析方法，能够精确分析核动力系统冷却剂气泡动力学复杂关键现象核动力系统严重事故复杂关键现象；基于多分辨率粒子法实现精细化复杂几何建模；4、采用高阶粒子离散模型实现控制方程的高阶离散；具备涉及热工水力、机械变形、化学反应、中子物理关键现象的分析能力；采用隐式和显式混合求解技术和异步推进算法；本发明方法结合多分辨率粒子法、高阶离散模型、先进求解推进技术、全面的物理数学模型能够实现核反应堆关键热工安全现象全方面、精细化、高效的分析，避免了网格法中网格畸变问题，并显著提高了粒子法精度、稳定性、计算效率和鲁棒性。
核反应堆安全关键现象高精度粒子分析方法

[发明专利]一种铅铋合金流动凝固实验装置及方法-CN202310884120.1在审
发明人：王成龙;赵亚峰;田文喜;苏光辉;秋穗正 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2023-07-18 - 公布日： 2023-09-12 - 主分类号： G21C17/025 文献下载
摘要：本发明公开了一种铅铋合金流动凝固实验装置及方法，该装置包括实验进口段、凝固段、出口段、连接法兰、水冷通道、热电偶和加热丝。实验进口段保证液态铅铋合金流动充分发展；凝固段为矩形通道，液态铅铋合金在靠近水冷通道的一面发生凝固；出口段保证铅铋稳定流出；连接法兰用于连接进口段、凝固段、出口段，且可将该实验装置连接至液态铅铋合金回路；水冷通道为矩形通道，进出口连接圆管，水冷通道与凝固段一面连接，用于冷却液态铅铋合金，使其发生凝固；凝固段中密集排列热电偶，用以判断铅铋合金固‑液交界面的位置；加热丝用来预热实验段，使其温度到达实验初始值。本发明可用于研究液态铅铋合金流动凝固特性，获得不同冷却条件下凝固层分布、最大厚度、温度分布等关键参数。
一种合金流动凝固实验装置方法

[发明专利]一种制造复合型吸液芯弯曲高温热管的方法-CN202310851894.4在审
发明人：王成龙;张智鹏;郭凯伦;田智星;李潘潇;秋穗正;苏光辉;田文喜 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2023-07-12 - 公布日： 2023-09-08 - 主分类号： F28D15/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种制造复合型吸液芯弯曲高温热管的方法，该方法包括以下步骤：首先，利用增材制造技术，以金属粉末为热管增材制造材料原料，分别制造出直型段及弯曲段的局部热管组件，局部热管组件内包含热管壳体、复合吸液芯结构；再次，利用激光焊接技术将弯曲及直型的局部热管组件进行组装成型；最后，在制备完成的热管内进行真空抽取、注入工作介质等工艺处理，得到一种具有优异热传输性能的复合型吸液芯弯曲热管。本发明方法操作简单、生产成本低、制作效率高、热管成品热传输性能优越，可应用于能源动力、石油化工、建筑工程等领域。
一种制造复合型吸液芯弯曲高温热管方法

[发明专利]一种风光反应堆系统及其工作方法-CN202010134626.7有效
发明人：苏光辉;张衍;田文喜;张魁;秋穗正;陈荣华 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2020-03-02 - 公布日： 2023-09-08 - 主分类号： F03D9/25 文献下载
摘要：一种风光反应堆系统及其工作方法，该系统包括核反应堆系统、风能发电系统、太阳能储能系统和平衡能量系统，其中核反应堆系统采用一体化模块式小堆设计，太阳能储能系统采用塔式太阳能储能系统设计，制氢系统采用铜‑氯制氢技术；反应堆保持额定满功率运行，产生的电量通过功率控制器进行调节分配，大部分电量用于平滑风能发电的波动性，过剩电量用于制氢系统进行储氢。太阳能用来将反应堆产生的饱和蒸汽经过热器加热成为过热蒸汽，并进入到高压缸膨胀做功。由于蒸汽温度升高，反应堆的发电效率在一定程度上得以提高。本发明可将核能、风能和太阳能三种能源结合起来，在解决风力、太阳能等可再生能源发电对电网的扰动问题的同时，达到较高的能源利用率。
一种风光反应堆系统及其工作方法

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