中国先进研究堆(CARR)冷中子源装置设计

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中国先进研究堆(CARR)抗震Ⅱ类管道系统应力分析与评定研究

中国先进研究堆（CARR）抗震Ⅱ类管道系统应力分析与评定研究中国先进研究堆(CARR)是一座轻水冷却和慢化，重水反射的池式反中子阱型研究堆，也是一座面向21世纪科技发展需要的多用途高性能研究堆，其主要性能指标接近或达到了当前世界研究堆的先进技术水平。

CARR二次水系统(SCS)的功能是将反应堆冷却剂系统及其它系统在正常运行或预期事件中所传递过来的热量传输到最终大气热阱，SCS担负着保证系统设备在各工况下都能得到有效冷却的任务。

本课题首先进行了SCS的应力分析与评定，完成了力学分析任务，可供工程使用；然后根据国内外相关领域的研究现状及发展趋势，围绕二次水系统，主要进行了规范应用分析和抗震分析(包括解耦分析、阻尼比与频率的关系分析、楼层谱分析及刚性截断频率分析)等工作，最终得出了研究结论及建议。

(1)SCS应力分析与评定。

针对SCS系统(包括进厂系统和出厂系统两部分)管道及支架的初始布置对其进行了应力计算，其接管载荷都超过了允许值、部分节点应力也不满足规范要求，采取一系列措施降低了接管载荷和节点应力。

进厂系统：进厂管系刚性较大，热胀推力过大是导致接管载荷超值的主要原因。

利用热膨胀沿管道轴向累积传递的特点，在管道上添加方向约束，大大限制了热膨胀向设备的传递以减轻管端推力。

出厂系统：出厂管系柔性较大，地震载荷在接管载荷的构成中占的比重很大，在管道中添加固定支架，以提高刚度增强抗震能力，从而降低接管载荷。

但是管道节点的热应力也随之增大，阻尼器既能抗震又不导致热应力升高，但费用非常昂贵，通过支吊架调整来降低节点应力具有很大的经济意义。

具体调整方法是选择合理的支吊架类型和约束方向、确定支吊架适当的安装位置和合适的刚度系数，在不使用阻尼器的情况下，使系统节点应力满足了规范的要求，从而降低了经济成本。

支吊架的调整是一个复杂繁琐的反复过程，系统的应力水平、运行的安全可靠性能及经济成本的高低等，都与支吊架的设置密切相关。

中国先进研究堆运行中的动态特性研究

工业技术科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald103DOI：10.16660/ki.1674-098X.2020.14.103中国先进研究堆运行中的动态特性研究靳楠楠王玉林(中国原子能科学研究院北京 102413)摘要：中国先进研究堆（CARR ）是一座多用途、高技术性能的中子束流型研究反应堆。

在CARR堆运行过程中发现，由于磁力驱动机构线圈与衔铁之间存在空程现象，以及吸收体铪的反应性价值较大的问题，导致稳功率运行时反应堆功率波动频繁，给运行人员造成了较大困扰。

因此，开展CARR堆运行过程中的动态变化特性研究具有必要性，同时此研究也可作为驱动机构改进优化验证的一种重要工具。

通过成熟的仿真建模软件Simulink对CARR堆进行建模分析，计算出了其运行过程中有关的重要参数，并将计算结果与运行数据进行比较，验证了模型的正确性。

关键词：中国先进研究堆仿真分析动态特性中图分类号：TL411 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2020)05(b)-0103-03Abstract: China Advanced Research Reactor (CARR) is a multi-purpose, high-tech neutron beam-type research reactor. During the operation of the reactor, it was found that its power f luctuates greatly during stable power operation, which is caused by the air-path phenomenon between the coil and the armature and the large reactive value of the absorber. And the power f luctuation has caused lots of problems for operator. Therefore, it’s necessary to study the dynamic characteristics of CARR. At the same time, the research can also be used as an important tool to verify the improvement of driving mechanism. Through the mature simulation modeling software Simulink, the CARR reactor was modeled and analyzed, and some important parameters were calculated which were compared with the operation data to verify the correctness of the model.Key Words：China advanced research reactor; Simulation analysis; Dynamic characteristics中国先进研究堆（CARR ）是由中国原子能科学研究院自主设计、建造的多用途、高性能研究反应堆，该堆于2010年5月实现首次临界。

CARR工程设计及调试质量保证

CARR工程设计及调试质量保证作者：唐国静来源：《科技创新导报》 2014年第25期唐国静(中国原子能科学研究院北京 102413)摘要：针对中国先进研究堆（CARR）工程设计中技术难度大、接口复杂等特点，通过采用强化组织领导，明确各级人员责任，从技术和管理两方面的程序文件和作业文件对具体的设计及调试活动实施控制。

结果表明，CARR工程项目所采用的组织机构是适宜的，规定的职责和权限是明确的，满足了设计及调试的需要并履行了相应的职责；CARR工程设计及调试质量体系符合法规的要求，适应CARR工程设计及调试的需要，有效地指导了CARR工程设计及调试的顺利完成。

关键词：CARR 设计调试质量保证中图分类号：U445文献标识码：A文章编号：1674-098X(2014)09（a）-0089-02反应堆工程设计部是CARR工程设计的总包方，承担了CARR工程主工艺系统的设计。

其中总包设计任务中的土建及辅助系统、辐射防护系统、控制棒驱动机构、工艺运输系统、冷中子源系统、力学分析等设计任务由设计部分包给国内有相关资质和业绩的设计单位。

由此可见，设计部不仅承担着设计部内的全部管理工作，而且承担着对设计分包方的管理工作。

设计部是专门为承担CARR工程设计任务而建立的，而新成立的设计队伍大部分是由部分科研人员和新毕业生组成。

因此，设计部在部分设计人员质量意识相对较低，缺乏设计经验，人力资源不足，专业工种不齐的条件下承担设计任务，这给是否能达到相应的设计质量和设计任务的顺利开展带来了一定的困难。

再加之CARR工程自身也具有技术密集、接口复杂、工期长、投资大、带有明显的科研特色等特点。

因此，为了保证设计活动能够按计划顺利进行，并按合同要求高质量完成设计任务。

作为质量管理人员，依据总包合同的要求，建立起的一套与CARR工程设计任务相适应的组织机构和质量保证体系，按质量体系文件要求，对每一步骤的设计活动采取严格的控制措施，保证了CARR工程的设计达到相应的质量，确保了设计任务的顺利完成，从而满足总包合同的要求。

中国先进研究堆中子飞行时间谱仪的设计与建造

的影响，得出与中子波长相关联的脉冲中子束中子数和宽度的公式。根据高注量率中子束能谱测量的
需求，通过选择低灵敏探测器、加载探测器狭缝、选择多道时间分析器获取数据，保证漏计数率小于０．５。设计了探测系统电子学线路，给出系统总分辨时间为２２．１５～２９．４６ｓ。
ＤｅｓｉｇｎａｎｄＭａｎｕｆａｃｔｕｒｅｏｆＮｅｕｔｒｏｎＴｉｍｅｏｆＦｌｉｇｈｔＳｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ
ｏｎＣｈｉｎａＡｄｖａｎｃｅｄＲｅｓｅａｒｃｈＲｅａｃｔｏｒ
ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｆｏｒｈｉｇｈｆｌｕｅｎｃｅｒａｔｅｎｅｕｔｒｏｎｂｅａｍ，ｌｏｗ— ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙｄｅｔｅｃｔｏｒ，ｄｅｔｅｃｔｏｒｆｌｕｘｌｉｍｉｔｓｌｉｔａｎｄｍｕｌｔｉ — ｃｈａｎｎｅｌｓｃａｌｅｒｆｏｒｄａｔａａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｗｅｒｅｓｅｌｅｃｔｅｄ．Ｔｈｅｓｅｗｏｕｌｄｅｎｓｕｒｅｔｈａｔｔｈｅｃｏｕｎｔｌｏｓｓｒａｔｅｗａｓｌｅｓｓｔｈａｎ０．５．Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓｆｒａｍｅｗｏｒｋｏｆｄｅｔｅｃｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ

CARR工程设计准则的编制

审评的需要，为了满足了工程建设的需要，为了完善中国先进研究堆（ＣＡＲＲ）的标准体系，ＣＡＲＲ设计部编制了中国先进研究堆设
计准则。
对于带普遍性的设计要求，因存在现成的可参考标准，一般不
另行编写。
１ＣＡＲＲ设计准则的编制
法规——我国的核安全法规称为安全规定。核安全规定是规定核安全目标和基本安全要求的规章。经国务院授权，国家核安全局
工程设计施工与管理ＣｈｉｎａＳｃｉｅｎｃｅ＆ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＯｖｅｒｖｉｅｗ
ＣＡＲＲ工程设计准则的编制
庄毅赖陶陶
（中国原子能科学研究院，北京１０２４１３）
【摘要】建立恰当、完整、自洽的设计标准体系对中国先进研究堆（ＣＡＲＲ）的设计建造具有重要意义。为提供中国先进研究堆（ＣＡＲＥ）设计与审评的依据，ＣＡＲＲ．Ｔ，－程设计部编制了３１篇设计准则，包括总体性设计准则６篇，重要物项设计准则２５篇，就覆盖范围而言，其所包括的３１篇设计准则并不完全，所缺部分均遵循我国有关核安全规定的基本原则及有关标准进行。【关键词】中国先进研究堆设计准则
ＺＹＹ０３１．３０－－２０００Ｂ。其中２０００Ｂ版为现执行版本。
１．６准则的增补
为满足ＣＡＲＲ冷中子源装置设计和审评的需要，２００３年增加

中国先进研究堆(CARR)-中国原子能科学研究院

中国先进研究堆（CARR）CARR工程2006年度进展赵铁军2006年CARR工程各项工作取得显著进展，土建工程总体完成，安装工作量完成大半，最终安全分析报告等重要文件编报送审，主泵、燃料元件等主要设备加工完成，调试文件正在准备。

本年度土建安装同时开展。

运行楼（03子项）、通风中心（05子项）继续进行安装工作，电气、照明、管道等系统及热室陆续安装完成，并进行精装修；主厂房（01子项）地下室和1层物理大厅的氦气、真空、中放、通风空调、电缆桥架等系统安装完成，2层主工艺厂房建筑层完成后，将换热器、各种泵安装就位，3层密封厂房进行穹顶预应力张拉和厂房密封施工，中子导管大厅（02子项）、辅助设施厂房（04子项）土建主体封顶，双曲冷却塔（07子项）施工完毕，安装即将完成，通风烟囱（06子项）在四季度安装就位；室外工程在四季度开始，为明年工程安装调试做好准备。

CARR调试运行准备与重要文件编制正在进行。

调试队逐步充实了各专业的技术人员，调试大纲编写完成，回路、仪控电、物理启动等项的调试文件正在陆续编制、审核中；在工程建造过程中，对土建、安装和设备加工方案进行了优化，做出了设计变更；装料前所需评审的调试阶段质保大纲、调试大纲、最终安全分析报告编写完成，上报核安全局开始评审。

CARR工程设备大部分均已加工完成或运抵现场。

在本年度对燃料元件、主泵、辐射防护系统、装卸料机等重要设备进行了评审验收；UPS蓄电池、热室等大部分设备已经运抵现场；堆本体第2批设备的加工是工程开展的关键因素之一，由于加工工艺复杂，涉及的制造厂家较多，协调难度大，成立专门技术小组负责处理加工中制造中的问题，并派驻现场监造人员，分别对上海一机床厂、有色院、西航、西北铝厂、原子能院实验工厂等承担的重水箱、导流箱、堆芯容器旋压件、垂直孔道、水平孔道等部件的加工进行认真监造，保证质量和进度的要求；控制棒驱动机构和安全棒在下半年开始加工，明年一季度验收；中子散射终端应用设备研制顺利，从匈牙利引进的冷中子导管和从德国引进的三轴、四圆谱仪正在执行中，完成高分辨粉末中子衍射谱仪的谱仪单色器和探测器的调研与询价工作，并与核技术所签订了单色器屏蔽的计算合同，应力、织构测量中子衍射谱仪机械主体部分配套的单色器和探测器也即将订货，冷中子源设备属于国内首次研制，目前方案正在深化和完善，为订货做好准备。

CARR缓发中子探测器设计

１４２ＰＣ型电荷灵敏前置放大器、Ｃａｎｂｅｒｒａ公司
～
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，
研究了来自很多地区的
多种样品的可裂变核素，并将该技术用于核监
收稿日期：２０１２— ０３— ２６
作者简介：肖才锦（１９８０一），男，江西人，副研究员，
１缓发中子探测器设计和性能检测
１．１ＭＣＮＰ模拟
为了获得高中子探测效率，应用ＭＣＮＰ程序对’ Ｈｅ正比计数管的位置，中子慢化一中子
和伽马屏蔽体的尺寸和几何进行了最优化设计，得到了。Ｈｅ正比计数管位置的中子能谱和对缓发中子的探测效率。１．１．１掰Ｕ缓发中子源中子能谱抽样模型 ’ ｕ缓发中子源是利用反应堆中子照射搿ｕ样品后，发生裂变反应，某些裂变产物一衰变剩余核的激发能大于中子束缚能，紧接着１３一衰变释放出缓发中子。对热中子致ｕ和拼Ｐｕ裂变，缓发中子在总裂变中子中只占不
０．２％。
关键词：中国先进研究堆；蒙特卡罗模拟程序；缓发中子探测器中图分类号：０５７１．５文献标志码：Ａ文章编号：０２５８－０９３４（２０１３）０４－０４３４－０４
缓发中子计数法是一种灵敏、快速、无损、
的ＤＳＡ一１０００数字谱仪获取数据以及Ｇｅ．
博士，从事核分析研究。

冷中子源装置及应用

冷中子源装置及应用
冷中子源装置是一种用于产生低能量（通常是几十毫电子伏）的冷中子的装置。

以下是两种主要的冷中子源装置及其应用：
1. 磁引导冷中子源：磁引导冷中子源是通过使用磁场将热中子束进行准直和能量选择，产生出能量较低的冷中子。

热中子经过钨、铜等材料的吸收，产生比热中子能量低的光中子，然后通过磁场的导引作用，使光中子束变窄且能量分散较小，最后形成冷中子。

磁引导冷中子源广泛应用于材料科学研究、中子散射实验等领域，可用于研究材料结构、晶体结构、磁性材料等。

2. 慢化反应堆：慢化反应堆是一种利用热中子通过减速和冷却从而产生冷中子的装置。

通过将高能量的快中子经过材料的散射、减速和冷却，使其能量减小到几十毫电子伏以下，从而产生冷中子。

慢化反应堆主要应用于核物理和粒子物理实验，用于研究原子核结构、粒子物理过程等。

这些冷中子源装置在材料科学、物理学、化学等领域都有重要应用，可用于研究材料性质、原子核结构、分子动力学等问题。

冷中子的低能量和中性特性使其在材料科学和生命科学研究中具有独特的优势，因此冷中子源装置对于推动科学研究和技术发展具有重要意义。

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ＹｉｏｎＦｎｕｎｅＴａｉｎＹｉｇｇｕＸａｌｇｉｅｇＱａｋｉＪｕＱｎ￣ｎｎａ
（ｃｏｌｆｎｒｙａｄＰｗｒｎｉｅｒｇｉａｉｔｇＵｉｅｓ，Ｘ ’ ｎ７０４Ｃｉ）ＳｈｏｏＥｅｇｎｏｅｇｅｉ，Ｘ ’ ｎＪｏｏｎｖｒｙｉａ１０９，ｈｎＥｎｎａｎｔａ
ｔｅｔ — ｈｓｙｒｇｎｔｅｍｏｓｐｏｏｐａｄｔｅｈｌｍｅｒｇｒｔｎｓｓｅ．Ａｒｓｅｔｓａｅｍｏｅａｏｈｗｏｐａｅｈｄｏｅｈｒ —ｉｈｎｌｏｎｈｅｉｕｒｆｅａｉｙｔｍｉｏｃｅｃｎ —ｈｐｄｒｔｒ
中图分类号：Ｂ５Ｔ６７
文献标识码：Ａ
文章编号：００６１（０６０－４－１０－５６２０）５０８００５
ＤｅｉｎｏｏｄＮｅｔｏｏｒｅ（ｓｆＣｌｕｒｎＳｕｃＣＮＳｎＣｉａｇ）ｉｈｎＡｄａｃｄＲｓａｃｅｃｏＣｖｎｅｅｅｒｈＲａｔｒ（ＡＲＲ）
ＡｂｓｒｔＡｅｅａｅｃｐｉｎｏｈｕｒｎｌｏｓｒｔｄＣＮＳｓｓｅｉｔａｃ：ｇｎｒｌｄｓｒｔｏｆｔｅｃｒｅｔｃｎｔｕｃｅｉｙｙｔｍｎＣＡＲＲｔｕｌａｏｒｗｉｈｎｃｅｒｐｗｅ
统中的冷包设计为带氦助冷通道的液氢层为月牙形的冷包。氢在连接冷包与氢氦换热器的单管内进
行两相热虹吸循环。冷包材料和慢化剂氢的核发热通过氦制冷系统产生的冷氦带走，氦制冷系统采用带液氮预冷的逆布雷顿制冷循环。关键词：国先进研究堆冷中子源冷包氦制冷中
（安交通大学能源与动力工程学院西安西７０４）１０９
摘要：中国在建的核功率为６对０ＭＷ的中国先进研究堆中冷中子源系统的设计作了总体描
述。该冷中子源采用液氢作为慢化剂，主要由两个分系统氢循环系统和氦制冷系统构成。氢循环系
ｃｌｃｖｒｄｂｈｅｉｍｕ —ｏｌｇｊｃｅａｄｐｅ．Ａｓｇｅｔｂｏｎｃｅｈｄｒｔｒｃｌａｄｅｌｏｅｅｙｔｅｈｌｓｂｃｏｉａｋｔｗｓａｏｔｄｉｌｕｅｃｎｅｔｄｔｅｍｏｅａｏｅｌｎｕｎｎ
维普资讯
２００６年第５期
低温工程
ＣＲＹＯＧＥＮＩＣＳ
Hale Waihona Puke Ｎｏ５２０．０６ＳｕｍＮＯ５３．１
总第１３期５
中国先进研究堆（ＡＲ冷中子源装置设计ＣＲ）
余小玲冯全科田健于庆峰
００ＭＷｓｍａｅＴｈｆ６ｉｄ．ｅＣＮＳ，ｕｉｇｌｑｉｙｒｇｎａｈｄｒｔｒｓｃｍｐｓｄｏｗｏｍａｎｓｓｅ：ｓｎｉｕｄｈｄｏｅｓｔｅｍｏｅａｏ，ｉｏｏｅｆｔｉｙｔｍｓ
ｔｅｃｎｅｓｒｐｏｉｅｈｏｔｒｃｒｅｔｔｈｏｄｎｅｒｖｄｄｔｅＣｕｎｅ — ｕｎｗｏ— ｈｓｈｒｏｓｐｏｏＴｈｉｕｄｈｄｏｅｏｄｎｅｔｐａｅｔｅｍ —ｉｈｎｆｗ．ｅｌｑｉｙｒｇｎｃｎｅｓｄａｌｔｅｃｎｅｅｔｅｍｓｄｗｎｉｔｈｏｅａｏｅｌａｄｔｅｈｄｏｅｖｐｒｔｄｉｈｄｒｔｒｃｌｂｏｈｏｄｎｓｒｓｒａｏｎｏｔｅｍｄｒｔｒｃｌｎｈｙｒｇｎｅａｏａｅｎｔｅｍｏｅａｏｅｌｌｗｓｕｏｔｅｃｎｅｓｒＴｈｅｔｌａｆｔｅｍｏｅａｏｅｌａｄｌｑｄｈｄｒｇｎｄｅｔｕｌａｅｔｎｓｒ — ｐｔｈｏｄｎｅ．ｅｈａｏｄｏｈｄｒｔｒｃｌｎｉｕｉｙｏｅｕｏｎｃｅｒｈａｉｇｉｅｍｏｅｙｔｏｄｈｌｕｐｒｄｅｙｔｅｈｌｕｒｆｇｒｔｏｙｔｍ．Ｔｈｅｅｓａｔｎｃｃｅｗｉｉ — ｖｄｂｈｅｃｌｅｉｍｏｕｃｄｂｈｅｉｍｅｒｅａｉｎｓｓｅｉｅｒｖｒｅＢｒｙｏｙｌｔｌｑｈｕｄｎｔｏｅｒ — ｏｌｎｓｕｅｎｔｅｈｌｍｅｒｇｒｔｎｓｓｅ．ｉｉｒｇｎｐｅｃｏｉｇｉｓｄｉｈｅｉｕｒｆｅａｉｙｔｍｉｏ