《反應堆安全殼密封結構的分形理論和泄漏機理研究》是依託華中科技大學，由黃曉明擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：反應堆安全殼密封結構的分形理論和泄漏機理研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：黃曉明
- 依託單位：華中科技大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
安全殼的包容性對核安全有著重要意義。嚴格控制為數眾多的安全殼貫穿件在任何條件下的泄漏量是確保其密封完整性的關鍵。密封結構的泄漏機理複雜、難以描述，是目前貫穿件密封設計缺乏定量依據的主要原因。實驗觀察表明，密封結構微觀泄漏通道具有自仿射特性，可採用分形多孔介質表征。本項目引入分形多孔介質輸運理論對貫穿件泄漏機理進行研究。具體研究內容：1、建立泄漏微孔結構的分形表征，探索基於滲流力學構建泄漏機理模型的方法；2、建立力學模型分析應力對泄漏微孔變形的影響，獲取載荷條件下的泄漏預測模型；3、結合橡膠老化動力特性方程，研究熱、濕等工況條件對泄漏的影響；4、在以上基礎上，對典型貫穿件在各種工況下的泄漏特性進行研究。預計本項目的研究可以提出一套能夠較為全面地描述各種因素對泄漏率定量影響的泄漏率預測理論和方法，為貫穿件密封結構的最佳化設計和泄漏控制提供理論依據，同時還可推動和豐富其它相關學科的理論發展。
結題摘要
安全殼的包容性對核安全有著重要意義。嚴格控制為數眾多的安全殼貫穿件在任何條件下的泄漏量是確保其密封完整性的關鍵。密封結構的泄漏機理複雜、難以描述，是目前貫穿件密封設計缺乏定量依據的主要原因。實驗觀察表明，密封結構微觀泄漏通道具有自仿射特性，可採用分形多孔介質表征。本項目引入分形多孔介質輸運理論和方法，意在明確孔隙結構及其應力變形特性與氣體輸運特性之間的定量關係，從而構建高精度的泄漏機理模型。項目獲得的重要成果包括：1、建立了精度較高且不依賴任何經驗參數的界面泄漏和滲透泄漏的機理模型，可套用於金屬墊片和非金屬墊片密封結構的泄漏率計算和最佳化設計。2、構建了5種複雜貫穿件（耐壓閘門、吊裝孔、球閥、蝶閥、截止閥）的泄漏率預測模型。試驗測量值顯示預測結果具有很好的準確性，誤差可控制在20%以內；3、對安全殼局部泄漏率分配指標的理論研究進行初步探索，為某艙室提供了合理的局部泄漏率分配比方案，並基於試驗測量結果驗證了方案準確性；4、完成了熱、濕、載荷對泄漏率影響的定量分析，實現了密封結構泄漏特性研究從定性到定量的轉換，可預測各種工況（包括LOCAL工況）下的泄漏率，對安全殼泄漏率檢測試驗設計有著重要理論指導意義。本項目已發表論文22篇，其中SCI論文10篇，參加國際會議5人次，共培養碩士研究生9名。項目研究為貫穿件密封結構的最佳化設計和泄漏控制提供理論依據，同時還推動和豐富相關學科的理論發展。
