中国核动力研究设计院中核集团重点实验室介绍

概述:
　　实验室是我国从事核动力装置反应堆热工水力研究的唯一专业实验室，立足于开展反应堆热工水力研究领域探索性、创新性的基础研究和应用基础研究，解决核电技术中的关键技术问题，为培养高水平的专业研究人才、对外开放和学术交流以及国际合作提供研究平台。

 

主要设施
　　实验室具有一批参数配套、自动化程度高、技术先进的核动力装置热工水力研究开发的实验设施和先进的测试设备以及配套的各类仪器、仪表等。包括：

　　（1）实验设施配置:

　　超临界基础实验装置

　　超临界基础实验装置定位于超临界热工水力特性基础实验研究，可以开展简单通道内超临界水流动、传热、传热恶化实验，具备简单多通道内超临界水流动不稳定特性、超临界条件下临界流特性实验能力。

　　流动传热基础实验平台

　　流动传热基础实验平台定位于低压热工水力特性基础实验研究，具备开展各种通道内低压条件下的流动、传热、流动不稳定、临界热流密度以及自然循环等基础实验能力。

大型热工实验装置

　　大型热工实验装置定位于高压条件下热工水力实验研究，具备开展各种燃料组件的流动、传热以及临界热流密度等的实验能力。

　　二次侧非能动余热排出系统实验装置

　　二次侧非能动余热排出系统实验装置定位于非能动安全方向实验研究，具备开展AC600及其他先进反应堆二次侧非能动余热排出等系统实验能力。

氟里昂热工实验装置

　　氟里昂热工实验装置是一座以氟里昂为工质的大型热工实验装置。加热功率500kW，折合成以水为工质相当于10MW加热功率的大型热工实验装置。具备开展5×5核电站全长棒束热工实验、自然循环实验以及各种热工水力基础实验能力。

　　（2）主要大型仪器设备配置:

红外热像仪

　　实验室配置的ThermaVision A40M红外热像仪能对高动态的目标进行分析，通过SCSI硬盘以每秒最高60幅图的速度存储全动态、14位热像图。典型配置包括：光学组件、二维焦平面阵列探测器、信号处理器和显示器。

相位多普勒粒子分析仪

　　实验室配置的PDPA工作原理基于多普勒效应，当聚焦透镜把两束入射光以某角度会聚后，由干激光束良好的相干性，在会聚点上形成明暗相间的干涉条纹，条纹间隔正比于光波波长，而反比于半交角的正弦值。当流体中的粒子从条纹区的方向经过时，会依次散射出光强随时间变化的一列散射光波，称为多普勒信号。这列光波强度变化的频率称为多普勒频移。经过条纹区粒子的速度愈高，多普勒频移就愈高。将垂直于条纹方向上的粒子速度，除以条纹间隔，考虑到流体的折射率就能得到多普勒频移与流体速度之间线性关系。

　　粒子图像测速仪

　　实验室配置的TSI公司的PIV系统，可以测量流场中跟随流体运动颗粒(示踪粒子)的速度来反映流场速度。脉冲激光光源通过球面镜和柱面镜形成脉动片光源，照亮流场中需要测量的流动区域。在两个瞬时时间点上用与片光源垂直方向拍摄的CCD相机记录下流动区域中示踪粒子的图像，将数字化的图像送入计算机，对差别区域内数字化的图像矩阵进行互相关运算，得到已知时间间隔内示踪粒子的位移，如果示踪粒子的跟随性足够好，即可获得流场各点的速度信息。

　　高速摄像仪

　　实验室配置的美国York公司的Phantom V9.0彩色高速摄像仪，主要包括成像系统、照明系统以及图像处理系统。成像系统包括 CMOS 芯片高速相机和辅助设备；照明系统包括连续激光器、光路系统和电源稳压器；图像处理系统是一套可以运行在Windows/2000/2003/XP操作系统下的图像处理软件。该设备最大分辨率为1632×1096象素，在最大分辨率下的拍摄帧频为1000pps，最小分辨率下的拍摄帧频为160000pps。

人才队伍

　　实验室实行依托单位领导下的主任负责制。目前实验室固定人员总人数 69 人。其中研究员 10 人，副研究员 9 人，具有博士学位的 9 人，具有硕士学位的 19 人。此外，实验室还在培养博士研究生 13 人，硕士研究生 18 人。

　　实验室积极参加对外学术交流活动，派出多人多次参加国际会议并发表文章。并且有 1 人出任 ICONE 的反应堆热工水力和计算流体动力学专业组主席、副主席， 1 人出任国际中小型反应堆国际研讨会技术组委员。

　　同时，实验室通过政府间的合作协议， 2005-2010 年间，实验室共计有 8 人派出到法国和日本作访问学者；法国派出 2 人到实验室作访问学者。

　　实验室还有计划地邀请国内的知名学者、学术带头人访问实验室作专题报告。这些专家涉及的研究领域涵盖新一代核电站概念及近期发展、反应堆严重事故对策研究、球床模块堆和流化床反应堆、热工水力和安全分析、数值计算分析等方面的内容。
实验室还派出专家学者参加国内举办的各种学术交流会议。在高校举行各种讲座、专题报告，介绍实验室的研究进展。

　　通过积极开展对外学术交流活动，极大地增强了实验室对研究领域发展动态的把握，同时拓宽了实验室人员的视野，促进青年科技人员的成长，并为实验室更进一步的对外合作交流奠定基础。