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核反应堆技术全国重点实验室2024年度第二批、第三批开放基金指南

2024-12-14 13:53     来源:中国核动力研究设计院     核反应堆技术

核反应堆技术全国重点实验室2024年度第二批开放基金指南(面向四川省内)

为充分发挥核反应堆技术全国重点实验室(以下简称实验室)国家级创新平台作用,吸纳国内科技创新优势力量参与实验室科研协同攻关,推动核反应堆领域科学研究和技术创新,现围绕实验室定位和研究方向,按上级机关管理要求,面向四川省内高校、科研机构和其他单位科研人员发布实验室2024年度第二批开放基金指南,具体内容如下:

一、指南内容

(一)抗辐照无源无线温度传感器信息识别处理研究

研究目标: 研究设计出适用于γ辐射环境下抗辐照无源无线温度传感器及测量系统,获得γ辐射环境下无源无线温度传感器信息识别处理方法,为开展γ辐射对无源无线传感器性能影响研究和工程应用奠定基础。

研究内容: (1)无源无线温度传感器及测量系统设计:重点开展无源无线传感器核心元件的抗辐照性能研究、高可靠性传感器研究及测量系统设计,制造出适用于辐射环境的无源无线温度传感器,搭建测量系统,研究温度变化引起的传感器电信号变化规律;(2)γ辐射环境下温度传感信号处理与识别方法研究:采用信号预处理技术,实现γ辐射环境下无源无线温度信号的降噪处理,提高无线传输信号的信噪比,掌握γ辐射环境下温度信号的识别和测量方法。

预期成效: 无源无线温度传感器具备104Gy的耐辐照能力,温度测量范围为50℃~100℃,测量误差在±10%以内。

(二)离子辐照及裂变气体 Xe 注入对陶瓷模拟燃料显微组织和微观力学性能影响机制研究

研究目标: 针对陶瓷模拟燃料开展离子辐照及裂变气体Xe注入,研究其显微组织及微观力学性能演变规律,揭示裂变气体Xe与晶界和辐照缺陷交互作用机制,为高燃耗(>62000MWd/tU)陶瓷燃料设计研发提供理论及关键基础数据支撑。

研究内容: (1)离子辐照及裂变气体注入下陶瓷模拟燃料显微组织演化行为研究;(2)离子辐照及裂变气体注入对陶瓷模拟燃料微观力学性能影响机制研究;(3)裂变气体与晶界的交互作用机制研究;(4)裂变气体与辐照缺陷的交互作用机制研究。

预期成效: (1)获得三种Xe离子注量下(其中一个样品的Xe离子注量不低于1×1015ions/cm2)陶瓷模拟燃料内裂变气体气泡尺寸、数密度;(2)获得离子辐照及裂变气体注入后陶瓷模拟燃料晶界和辐照缺陷处裂变气体Xe分布特征;(3)获得离子辐照及裂变气体注入后陶瓷模拟燃料硬度、弹性模量等微观力学性能数据。

(三)基于数据驱动的测量仪表自校正技术研究

研究目标: 以温度测量仪表(重点为铂电阻与热电偶)为研究对象,充分结合回路模型仿真运行工况下的异常数据,基于数据驱动方法挖掘回路时序序列特征,识别测量仪表异常模式;利用多维数据融合技术,结合通道间物理关联特性,研究基于特征层融合的异常测量仪表数据自校正算法和模型,在稳态及变工况条件下实现具强鲁棒性的异常测量仪表数据校正。

研究内容: 以温度测量仪表(重点为铂电阻与热电偶)为研究对象,在机理模型和相关数据基础上,充分结合基于历史和时序序列变化的数据驱动方法,挖掘多测量仪表参数时序特征,识别测量仪表异常模式及趋势;深入挖掘由于长期存储老化、复杂环境干扰等因素引起的耦合偏差,基于测温仪表故障机理特性,利用多维数据智能融合技术,充分结合通道间物理特性研究,实现已产生误差的测温仪表异常数据进行自校正。

预期成效: 完成基于数据驱动的测温仪表故障模式识别,故障识别准确率≮96%;完成基于多维数据融合与通道物理关联特性的自校正算法设计。在稳态及变工况条件下,能够实现温度测量仪表的故障模式识别,并结合通道物理关联与数据融合方法实现故障仪表数据在线校正,校正后系统测量准确性显著提升。

(四)锆合金碘致应力腐蚀的原位光学动态表征技术研究

研究目标: 利用光学元器件与其实验装置,构建微型暗场光学/偏光原位表征系统与技术,实现锆合金碘致应力腐蚀过程的实时、动态、多参数跟踪与成像;准确获取反应信息。

研究内容: 构建具有高时空分辨能力的微型暗场光学/偏光显微成像系统,探索其与应力设备、碘发生装置的有效组装方法,建立原位表征新技术;探究不同碘分压、不同温度条件下对锆合金力学性能、光学特性、表面形貌及化学组成的影响规律;定量获取锆合金碘致应力腐蚀的动态演化规律,阐明锆合金结构/组成与碘分压、温度之间的内在联系规律。

预期成效: 建立针对锆合金碘致应力腐蚀的原位表征新方法新技术,实现锆合金碘致应力腐蚀过程中的表面状态变化、开裂、成分与力学性能变化等进行原位、实时与动态成像,准确获取腐蚀过程中的相关定量参数。构造针对碘致应力腐蚀研究的动态原位光学表征系统1套,其空间分辨率在微米量级,时间分辨率为秒级;能够收集400-800 nm波段的光散射信号,能实时采集锆合金的表面形貌。

(五)混合惰性气体在不同扰流结构下的流动传热特性研究

研究目标: 掌握扰流结构不同结构参数对于混合惰性气体流动传热的影响规律。

研究内容: 开展不同扰流结构通道内的流动热实验研究,获取实验数据,实验工况覆盖不同雷诺数和至少三种扰流结构的变化,获取流动换热效果以及流动阻力,分别利用无量纲数阻力系数f/f0、无量纲数传热系数Nu/Nu0和自定义强化换热因子描述绕丝结构对混合惰性气体工质流阻特性、换热性能和综合换热性能,结合涡系在流道内演化规律总结涡结构对传热系数及阻力系数的影响规律,获得传热系数和阻力系数针对扰流结构参数和流动参数的相互关系模型。

预期成效: 建立混合惰性气体流动传热机理研究的实验台架;获得不少于3种典型扰流结构下的流动传热实验数据,工况点不少于15个;建立传热系数和阻力系数针对扰流结构参数和流动参数的关联模型,预测偏差≯15%。

(六)高温惰性气体环境下钼合金管材微动磨损行为实验研究

研究目标: 开展高温高气速惰性气体环境下钼合金管材微动磨损实验研究,获取高温高气速惰性气体环境下典型钼合金管材的磨损性能数据。

研究内容: (1)开展不同温度、不同气速等环境下钼合金管材的微动磨损实验研究;(2)开展不同位移、载荷等微动工况下钼合金管材的微动磨损实验研究;(3)分析不同实验条件下钼合金管材的微动磨损形貌及微观特征,阐明高温高气速冲刷下钼合金管材的微动磨损劣化机制。

预期成效: (1)微动磨损实验机械振幅测量精度优于2μm,载荷测量精度优于3N;(2)获取高温(≥650℃)、高流速(≥10m/s)环境下钼合金管材的磨损性能数据,不少于24组实验工况;(3)揭示高温、高气速下钼合金管材的微动磨损劣化机制。

(七)面向工业物联网的燃料制造多源异构数据建模分析技术研究

研究目标: 针对燃料制造过程中异常数据样本量小、异常工况数据占比低,但对制造可靠性影响大的问题,选取典型工艺,如机加、焊接等,研究多源异构数据表征及建模方法,通过人工智能技术,生成、扩充各类型工况数据集,构建用于工艺设备寿命预测与故障诊断的算法模型。

研究内容: (1)研究焊接、机加等关键工艺过程多源异构数据表征及建模方法;(2)研究面向小样本数据的人工智能数据生成和融合方法;(3)构建典型工艺设备如数控机床刀具寿命预测、设备故障诊断算法模型。

预期成效: (1)建立如焊接、机加等不少于2个关键工艺制造过程数据库,单个数据库规模不少于10万条;(2)形成多源异构大数据分析组件不少于5个;(3)建立典型场景寿命预测模型1个,预测寿命与实际寿命相对误差不超过20%;(4)建立设备故障诊断模型1个,故障模式诊断准确率不低于85%。

二、申报要求

(一)申报资质要求

1、申请单位须是在四川省内登记注册的、非外企独资或合资的高等院校、科研机构、企业等独立法人单位(要求注册时间一年以上),申请单位科研诚信状况良好,无在实验室负面名单惩戒执行期内的不良行为记录;

2、单位负责人为同一人或者存在控股、参股、管理关系的不同单位,不得参与同一项目的申报;

3、申请人须具有副高级及以上专业技术职称或已获得博士学位,科研信用记录良好,并在相关领域有较好的研究积累,同时具有领导和组织开展创新性研究的能力。

(二)申请人应根据规定模板编写申请书,模板见附件。

(三)本次基金申请书密级均为公开,申报前需完成本单位保密审查并提供证明材料。

(四)申请书受理截止时间为2024年12月17日中午12:00,请各申请人于截止时间前,将基金项目申请书电子文档(Word版本、盖章扫描PDF版本)以及相关资质材料,以邮件方式提交指南联系人。

(五)开放基金研发周期1-2年,具体周期要求请联系指南联系人。

(六)指南联系人:马聪19138927002;涂晓兰18108080569。

三、管理要求

实验室按照相关渠道的实验室基金管理办法管理开放基金,申请人在基金申请和开展过程中需执行上述文件的规定要求。

四、立项流程

实验室将在收到开放基金申请书后统一组织专家进行审查,择优进行支持。优胜开放基金申请人应配合完成最终项目申请书的编制审查,在最终项目申请书获得批准后,实验室将同开放基金申请单位签订任务书。

核反应堆技术全国重点实验室2024年度第三批开放基金指南

为充分发挥核反应堆技术全国重点实验室(以下简称实验室)国家级创新平台作用,吸纳国内科技创新优势力量参与实验室科研协同攻关,推动核反应堆领域科学研究和技术创新,现围绕实验室定位和研究方向,面向国内高校、科研机构和其他单位科研人员发布实验室2024年度第三批开放基金指南,具体内容如下:

一、指南内容

(一 ) 奥氏体不锈钢管道焊缝概率断裂分析模型研究

研究目标: 针对奥氏体主管道焊缝区域,建立压水堆冷却剂服役环境和载荷环境条件下焊缝概率断裂分析模型,形成概率断裂力学分析模块。

研究内容: 针对主管道奥氏体不锈钢焊接区域的压水堆一回路冷却剂服役环境和载荷环境,研究焊缝区域断裂失效的影响因素和规律,建立主管道焊缝区域概率断裂分析模型;开发主管道焊缝区域概率断裂分析模块。

预期成效: 用于发展概率断裂分析模型的数据合计不低于30个,其中裂纹启裂时间数据不低于15个,裂纹扩展数据不低于15个;概率断裂分析中分布模型数量不低于2个;形成概率断裂核心计算模块。

(二)堆 - - - - 储协同智能控制策略研究

研究目标: 揭示堆-机-电-荷-储耦合系统的动态特性,构建跨回路能量平衡流动协同控制策略,提出协同控制下的智能决策算法,支撑堆-机-电典型耦合系统的负荷跟踪能力提高。

研究内容: 以俄罗斯凯尔迪什研究中心(Keldysh Research Center)提出的核动力系统构型为参考,构建微型布雷顿循环反应堆的堆-机-电-荷-储耦合系统的机理模型,完成系统主参数匹配与运行特性分析及基础变负荷运行控制方案研究及仿真验证;开展基于能量平衡流动的跨回路协同控制策略研究,完成变负荷运行控制过程约束条件与优化参数确立;探索基于智能算法的多约束多目标优化决策技术,实现耦合系统负荷跟踪运行的智能优化协同控制并完成仿真对比验证。

预期成效: 获得典型堆-机-电-荷-储耦合系统机理模型,揭示耦合系统的动态特性;在负荷跟踪运行过程中,基于耦合系统的智能优化协同控制方法,在负荷±10%FP阶跃变化时,相比基础变负荷运行控制方案,关键参数超调量/波动量减少10%,系统瞬态调节时间减少20%以上。

(三)基于微观形貌动态变化的压力容器金属密封环泄漏机理及分析模型研究

研究目标: 建立基于微观形貌动态变化的压力容器金属密封环多尺度接触分析模型,建立考虑微动磨损影响的压力容器金属密封环泄漏动态分析及预测模型。

研究内容: 开展考虑微动磨损条件下的接触式静密封结构界面“接触-微观形貌-泄漏”耦合演化模型研究,在此基础上完成适用于典型反应堆压力容器静密封结构的密封性能动态预测和评估方法研究,并完成样件制造和性能评估。

预期成效: 密封粗糙界面微观形貌的表征模型与实测密封面特征函数(HPD和PSD)的偏差≯15%;密封粗糙界面微凸体的多尺度接触弹塑性变形计算结果与实测接触变形后的密封面特征参数的偏差≯20%。

(四)镍基合金高温环境下蠕变失效行为及预测模型研究

研究目标: 针对GH3230镍基合金高温环境下面临的蠕变、疲劳行为开展研究,实现镍基合金长时蠕变外推、疲劳寿命预测和蠕变-疲劳失效预测。

研究内容: 开展GH3230合金高温材料试验研究;开展材料蠕变寿命模型研究,完成外推蠕变寿命预测;开展蠕变本构模型研究和高温疲劳循环本构模型研究;开展高温疲劳寿命预测模型研究;开展基于数据驱动的蠕变寿命及高温疲劳寿命预测模型研究;开展高温蠕变-疲劳交互作用失效机理及预测模型研究。

预期成效: 高温材料试验包括试验温度为750℃和800℃至少5个应力水平下的高温疲劳试验,试验温度为700℃、825℃和875℃至少5个应力水平下的高温蠕变试验,试验温度为750℃和800℃下的高温蠕变-疲劳交互作用试验;最高蠕变试验时长≮3000h;蠕变本构模型预测变形误差≯20%;疲劳寿命预测精度控制在2.5倍误差带内;获得蠕变-疲劳损伤限值包络线。

(五)高硬耐热合金的强化途径和时效性能变化研究

研究目标: 开展钴基或镍基合金强化方案研究,开展化学成分、炼制工艺、热处理等因素对材料性能的影响规律研究,形成典型高硬耐热材料的工艺,探索材料长时时效的性能变化情况。

研究内容: (1)高硬耐热合金材料强化方案研究;(2)成分、冷变形、冷热处理对材料性能的影响规律研究;(3)长时时效的性能变化研究。

预期成效: 形成高硬耐热合金的强化方法;(750℃±10℃)×50h时效后的室温硬度≥52HRC(或采用其它硬度测试方法换算),室温KW2≥22J,并实测室温断裂韧性;(750℃±10℃)×50h时效后的(750℃±10℃)高温硬度≥40HRC(或采用其它硬度测试方法换算);获取不少于1000h的高温(750℃±10℃)长时性能数据,至少每约100h一个测点,测试项至少包括高温长时时效后的室温和高温硬度、室温和高温抗拉强度、室温冲击功。

(六)高温强迫冷却条件下高载热热管热输运失衡实验研究

研究目标: 针对高载热量下热管热失配导致的传热性能下降,探究高温强迫冷却条件下的热管热输运失衡传热机理,揭示冷热边界匹配方式对热管传热特性的影响机制。

研究内容: 开展高温强迫冷却条件下的高载热热管热输运失衡试验,获取不同加热条件与冷却剂入口温度、流量等参数下的热管轴向温度分布等传热特性及热失稳过程的瞬态变化,获得高载热热管冷热边界匹配方式。

预期成效: 试验获得不少于10组运行温度高于650℃且冷却剂温度覆盖50~250℃的高温强迫冷却条件下的热管热失稳过程有效瞬态数据,获取影响热管热输运失衡的关键参数,总结冷热边界匹配方式对高载热热管传热特性的影响规律,形成高载热量热管运行策略。

(七)交变载荷下气浮轴承 - 转子系统流固耦合机理和稳定性分析模型研究

研究目标: 研究揭示气浮轴承在倾斜、摇摆的交变载荷作用下流-固-力耦合机理,建立轴承关键特性优化分析模型,形成计算分析方法,完成典型工况下的试验验证。

研究内容 : (1)针对倾斜摇摆的交变载荷作用下气浮轴承轴系的分析模型,结合流固耦合及热效应分析方法,研究气浮轴承流-固-力耦合机理,开展交变载荷作用下气浮轴承转子系统动态特性及稳定性分析方法研究;(2)开展倾斜、摇摆运动条件下气浮轴承轴系运行试验研究,对转子-轴承系统在不同工况下进行刚度阻尼、稳定性等测试实验,验证分析方法的准确性。

预期成效: 交变载荷作用下气浮轴承转子系统动态特性及稳定性分析方法的典型验证试验数据不少于20组,验证的转子系统重量不低于10kg,试验中运动条件下轴承气膜温升等关键参数预测与试验相比≤20%。

(八)锆合金复合表面处理工艺研究

研究目标: 探索锆合金表面熨压和热处理改性技术(复合表面处理技术),优化合金表面微观组织,提高其耐腐蚀性能,揭示复合表面处理后锆合金的耐蚀机制。

研究内容: 通过精确调控表面熨压和热处理工艺参数,制备出具有不同表面状态和微观特征的锆合金试样,综合分析复合表面处理前后材料表面粗糙度、残余应力及表面组织的变化(包括形貌、成分和相结构等表面微观特性)和电化学特征,研究锆合金表面熨压工艺参数对材料表面残余应力、表面形貌特征、微观组织的影响规律。

预期成效: 获得表面熨压和热处理的优化工艺参数,制备出具有不同表面状态和微观特征的锆合金试样,复合表面处理后的锆合金试样依据ASTM G2/G2M标准经400℃/10.3MPa水蒸汽、72h腐蚀后,腐蚀增重小于22mg/dm2。

(九)锆合金组织与力学性能关系的高通量实验方法研究

研究目标: 基于高通量方法制备的锆合金,开展具有高通量表征与测试特征的微观组织分析与力学性能评价,揭示成分及工艺对锆合金微观组织的影响规律,构建高通量力学性能评价方法体系。

研究内容: 利用高通量显微组织表征和高通量力学测试技术实现锆合金的高效微观组织、力学性能分析,探究不同合金元素和制备工艺对锆合金微观结构的影响规律;构建锆合金抗裂纹扩展评价的高效方法,筛选具有优异抗裂纹扩展能力的新型锆合金,探讨影响锆合金抗裂纹扩展行为的关键因素。

预期成效: 高通量显微组织表征和高通量力学测试进行样品分析不少于200个,揭示合金元素及制备工艺对锆合金微观组织的影响规律;构建高通量锆合金力学性能与抗裂纹评价方法体系,建立高通量样品性能与标准样品抗裂纹扩展能力的对应关系,偏差不大于20%。

二、申报要求

(一)申报资质要求

1、申请单位须是在中国大陆境内登记注册的、非外企独资或合资的高等院校、科研机构、企业等独立法人单位(要求注册时间一年以上),申请单位科研诚信状况良好,无在实验室负面名单惩戒执行期内的不良行为记录;

2、单位负责人为同一人或者存在控股、参股、管理关系的不同单位,不得参与同一项目的申报;

3、申请人须具有副高级及以上专业技术职称或已获得博士学位,科研信用记录良好,并在相关领域有较好的研究积累,同时具有领导和组织开展创新性研究的能力。

(二)申请人应根据规定模板编写申请书,模板见附件。

(三)本次基金申请书密级均为公开,申报前需完成本单位保密审查并提供证明材料。

(四)申请书受理截止时间为2024年12月17日12:00,请各申请人于截止时间前,将基金项目申请书电子文档(Word版本、盖章扫描PDF版本)以及相关资质材料,以邮件方式提交指南联系人。

(五)开放基金研发周期1-2年,具体周期要求请联系指南联系人。

(六)指南联系人:刘巍13880376549;涂晓兰18108080569。

三、管理要求

实验室按照相关渠道的实验室基金管理办法管理开放基金,申请人在基金申请和开展过程中需执行上述文件的规定要求。

四、立项流程

实验室将在收到开放基金申请书后统一组织专家进行审查,择优进行支持。优胜开放基金申请人应配合完成最终项目申请书的编制审查,在最终项目申请书获得批准后,实验室将同开放基金申请单位签订任务书。



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