核反應堆技術全國重點實驗室2024年度第二批開放基金指南(面向四川省內)
為充分發揮核反應堆技術全國重點實驗室(以下簡稱實驗室)國家級創新平臺作用,吸納國內科技創新優勢力量參與實驗室科研協同攻關,推動核反應堆領域科學研究和技術創新,現圍繞實驗室定位和研究方向,按上級機關管理要求,面向四川省內高校、科研機構和其他單位科研人員發布實驗室2024年度第二批開放基金指南,具體內容如下:
一、指南內容
(一)抗輻照無源無線溫度傳感器信息識別處理研究
研究目標: 研究設計出適用于γ輻射環境下抗輻照無源無線溫度傳感器及測量系統,獲得γ輻射環境下無源無線溫度傳感器信息識別處理方法,為開展γ輻射對無源無線傳感器性能影響研究和工程應用奠定基礎。
研究內容: (1)無源無線溫度傳感器及測量系統設計:重點開展無源無線傳感器核心元件的抗輻照性能研究、高可靠性傳感器研究及測量系統設計,制造出適用于輻射環境的無源無線溫度傳感器,搭建測量系統,研究溫度變化引起的傳感器電信號變化規律;(2)γ輻射環境下溫度傳感信號處理與識別方法研究:采用信號預處理技術,實現γ輻射環境下無源無線溫度信號的降噪處理,提高無線傳輸信號的信噪比,掌握γ輻射環境下溫度信號的識別和測量方法。
預期成效: 無源無線溫度傳感器具備104Gy的耐輻照能力,溫度測量范圍為50℃~100℃,測量誤差在±10%以內。
(二)離子輻照及裂變氣體 Xe 注入對陶瓷模擬燃料顯微組織和微觀力學性能影響機制研究
研究目標: 針對陶瓷模擬燃料開展離子輻照及裂變氣體Xe注入,研究其顯微組織及微觀力學性能演變規律,揭示裂變氣體Xe與晶界和輻照缺陷交互作用機制,為高燃耗(>62000MWd/tU)陶瓷燃料設計研發提供理論及關鍵基礎數據支撐。
研究內容: (1)離子輻照及裂變氣體注入下陶瓷模擬燃料顯微組織演化行為研究;(2)離子輻照及裂變氣體注入對陶瓷模擬燃料微觀力學性能影響機制研究;(3)裂變氣體與晶界的交互作用機制研究;(4)裂變氣體與輻照缺陷的交互作用機制研究。
預期成效: (1)獲得三種Xe離子注量下(其中一個樣品的Xe離子注量不低于1×1015ions/cm2)陶瓷模擬燃料內裂變氣體氣泡尺寸、數密度;(2)獲得離子輻照及裂變氣體注入后陶瓷模擬燃料晶界和輻照缺陷處裂變氣體Xe分布特征;(3)獲得離子輻照及裂變氣體注入后陶瓷模擬燃料硬度、彈性模量等微觀力學性能數據。
(三)基于數據驅動的測量儀表自校正技術研究
研究目標: 以溫度測量儀表(重點為鉑電阻與熱電偶)為研究對象,充分結合回路模型仿真運行工況下的異常數據,基于數據驅動方法挖掘回路時序序列特征,識別測量儀表異常模式;利用多維數據融合技術,結合通道間物理關聯特性,研究基于特征層融合的異常測量儀表數據自校正算法和模型,在穩態及變工況條件下實現具強魯棒性的異常測量儀表數據校正。
研究內容: 以溫度測量儀表(重點為鉑電阻與熱電偶)為研究對象,在機理模型和相關數據基礎上,充分結合基于歷史和時序序列變化的數據驅動方法,挖掘多測量儀表參數時序特征,識別測量儀表異常模式及趨勢;深入挖掘由于長期存儲老化、復雜環境干擾等因素引起的耦合偏差,基于測溫儀表故障機理特性,利用多維數據智能融合技術,充分結合通道間物理特性研究,實現已產生誤差的測溫儀表異常數據進行自校正。
預期成效: 完成基于數據驅動的測溫儀表故障模式識別,故障識別準確率≮96%;完成基于多維數據融合與通道物理關聯特性的自校正算法設計。在穩態及變工況條件下,能夠實現溫度測量儀表的故障模式識別,并結合通道物理關聯與數據融合方法實現故障儀表數據在線校正,校正后系統測量準確性顯著提升。
(四)鋯合金碘致應力腐蝕的原位光學動態表征技術研究
研究目標: 利用光學元器件與其實驗裝置,構建微型暗場光學/偏光原位表征系統與技術,實現鋯合金碘致應力腐蝕過程的實時、動態、多參數跟蹤與成像;準確獲取反應信息。
研究內容: 構建具有高時空分辨能力的微型暗場光學/偏光顯微成像系統,探索其與應力設備、碘發生裝置的有效組裝方法,建立原位表征新技術;探究不同碘分壓、不同溫度條件下對鋯合金力學性能、光學特性、表面形貌及化學組成的影響規律;定量獲取鋯合金碘致應力腐蝕的動態演化規律,闡明鋯合金結構/組成與碘分壓、溫度之間的內在聯系規律。
預期成效: 建立針對鋯合金碘致應力腐蝕的原位表征新方法新技術,實現鋯合金碘致應力腐蝕過程中的表面狀態變化、開裂、成分與力學性能變化等進行原位、實時與動態成像,準確獲取腐蝕過程中的相關定量參數。構造針對碘致應力腐蝕研究的動態原位光學表征系統1套,其空間分辨率在微米量級,時間分辨率為秒級;能夠收集400-800 nm波段的光散射信號,能實時采集鋯合金的表面形貌。
(五)混合惰性氣體在不同擾流結構下的流動傳熱特性研究
研究目標: 掌握擾流結構不同結構參數對于混合惰性氣體流動傳熱的影響規律。
研究內容: 開展不同擾流結構通道內的流動熱實驗研究,獲取實驗數據,實驗工況覆蓋不同雷諾數和至少三種擾流結構的變化,獲取流動換熱效果以及流動阻力,分別利用無量綱數阻力系數f/f0、無量綱數傳熱系數Nu/Nu0和自定義強化換熱因子描述繞絲結構對混合惰性氣體工質流阻特性、換熱性能和綜合換熱性能,結合渦系在流道內演化規律總結渦結構對傳熱系數及阻力系數的影響規律,獲得傳熱系數和阻力系數針對擾流結構參數和流動參數的相互關系模型。
預期成效: 建立混合惰性氣體流動傳熱機理研究的實驗臺架;獲得不少于3種典型擾流結構下的流動傳熱實驗數據,工況點不少于15個;建立傳熱系數和阻力系數針對擾流結構參數和流動參數的關聯模型,預測偏差≯15%。
(六)高溫惰性氣體環境下鉬合金管材微動磨損行為實驗研究
研究目標: 開展高溫高氣速惰性氣體環境下鉬合金管材微動磨損實驗研究,獲取高溫高氣速惰性氣體環境下典型鉬合金管材的磨損性能數據。
研究內容: (1)開展不同溫度、不同氣速等環境下鉬合金管材的微動磨損實驗研究;(2)開展不同位移、載荷等微動工況下鉬合金管材的微動磨損實驗研究;(3)分析不同實驗條件下鉬合金管材的微動磨損形貌及微觀特征,闡明高溫高氣速沖刷下鉬合金管材的微動磨損劣化機制。
預期成效: (1)微動磨損實驗機械振幅測量精度優于2μm,載荷測量精度優于3N;(2)獲取高溫(≥650℃)、高流速(≥10m/s)環境下鉬合金管材的磨損性能數據,不少于24組實驗工況;(3)揭示高溫、高氣速下鉬合金管材的微動磨損劣化機制。
(七)面向工業物聯網的燃料制造多源異構數據建模分析技術研究
研究目標: 針對燃料制造過程中異常數據樣本量小、異常工況數據占比低,但對制造可靠性影響大的問題,選取典型工藝,如機加、焊接等,研究多源異構數據表征及建模方法,通過人工智能技術,生成、擴充各類型工況數據集,構建用于工藝設備壽命預測與故障診斷的算法模型。
研究內容: (1)研究焊接、機加等關鍵工藝過程多源異構數據表征及建模方法;(2)研究面向小樣本數據的人工智能數據生成和融合方法;(3)構建典型工藝設備如數控機床刀具壽命預測、設備故障診斷算法模型。
預期成效: (1)建立如焊接、機加等不少于2個關鍵工藝制造過程數據庫,單個數據庫規模不少于10萬條;(2)形成多源異構大數據分析組件不少于5個;(3)建立典型場景壽命預測模型1個,預測壽命與實際壽命相對誤差不超過20%;(4)建立設備故障診斷模型1個,故障模式診斷準確率不低于85%。
二、申報要求
(一)申報資質要求
1、申請單位須是在四川省內登記注冊的、非外企獨資或合資的高等院校、科研機構、企業等獨立法人單位(要求注冊時間一年以上),申請單位科研誠信狀況良好,無在實驗室負面名單懲戒執行期內的不良行為記錄;
2、單位負責人為同一人或者存在控股、參股、管理關系的不同單位,不得參與同一項目的申報;
3、申請人須具有副高級及以上專業技術職稱或已獲得博士學位,科研信用記錄良好,并在相關領域有較好的研究積累,同時具有領導和組織開展創新性研究的能力。
(二)申請人應根據規定模板編寫申請書,模板見附件。
(三)本次基金申請書密級均為公開,申報前需完成本單位保密審查并提供證明材料。
(四)申請書受理截止時間為2024年12月17日中午12:00,請各申請人于截止時間前,將基金項目申請書電子文檔(Word版本、蓋章掃描PDF版本)以及相關資質材料,以郵件方式提交指南聯系人。
(五)開放基金研發周期1-2年,具體周期要求請聯系指南聯系人。
(六)指南聯系人:馬聰19138927002;涂曉蘭18108080569。
三、管理要求
實驗室按照相關渠道的實驗室基金管理辦法管理開放基金,申請人在基金申請和開展過程中需執行上述文件的規定要求。
四、立項流程
實驗室將在收到開放基金申請書后統一組織專家進行審查,擇優進行支持。優勝開放基金申請人應配合完成最終項目申請書的編制審查,在最終項目申請書獲得批準后,實驗室將同開放基金申請單位簽訂任務書。
核反應堆技術全國重點實驗室2024年度第三批開放基金指南
為充分發揮核反應堆技術全國重點實驗室(以下簡稱實驗室)國家級創新平臺作用,吸納國內科技創新優勢力量參與實驗室科研協同攻關,推動核反應堆領域科學研究和技術創新,現圍繞實驗室定位和研究方向,面向國內高校、科研機構和其他單位科研人員發布實驗室2024年度第三批開放基金指南,具體內容如下:
一、指南內容
(一 ) 奧氏體不銹鋼管道焊縫概率斷裂分析模型研究
研究目標: 針對奧氏體主管道焊縫區域,建立壓水堆冷卻劑服役環境和載荷環境條件下焊縫概率斷裂分析模型,形成概率斷裂力學分析模塊。
研究內容: 針對主管道奧氏體不銹鋼焊接區域的壓水堆一回路冷卻劑服役環境和載荷環境,研究焊縫區域斷裂失效的影響因素和規律,建立主管道焊縫區域概率斷裂分析模型;開發主管道焊縫區域概率斷裂分析模塊。
預期成效: 用于發展概率斷裂分析模型的數據合計不低于30個,其中裂紋啟裂時間數據不低于15個,裂紋擴展數據不低于15個;概率斷裂分析中分布模型數量不低于2個;形成概率斷裂核心計算模塊。
(二)堆 - 機 - 電 - 荷 - 儲協同智能控制策略研究
研究目標: 揭示堆-機-電-荷-儲耦合系統的動態特性,構建跨回路能量平衡流動協同控制策略,提出協同控制下的智能決策算法,支撐堆-機-電典型耦合系統的負荷跟蹤能力提高。
研究內容: 以俄羅斯凱爾迪什研究中心(Keldysh Research Center)提出的核動力系統構型為參考,構建微型布雷頓循環反應堆的堆-機-電-荷-儲耦合系統的機理模型,完成系統主參數匹配與運行特性分析及基礎變負荷運行控制方案研究及仿真驗證;開展基于能量平衡流動的跨回路協同控制策略研究,完成變負荷運行控制過程約束條件與優化參數確立;探索基于智能算法的多約束多目標優化決策技術,實現耦合系統負荷跟蹤運行的智能優化協同控制并完成仿真對比驗證。
預期成效: 獲得典型堆-機-電-荷-儲耦合系統機理模型,揭示耦合系統的動態特性;在負荷跟蹤運行過程中,基于耦合系統的智能優化協同控制方法,在負荷±10%FP階躍變化時,相比基礎變負荷運行控制方案,關鍵參數超調量/波動量減少10%,系統瞬態調節時間減少20%以上。
(三)基于微觀形貌動態變化的壓力容器金屬密封環泄漏機理及分析模型研究
研究目標: 建立基于微觀形貌動態變化的壓力容器金屬密封環多尺度接觸分析模型,建立考慮微動磨損影響的壓力容器金屬密封環泄漏動態分析及預測模型。
研究內容: 開展考慮微動磨損條件下的接觸式靜密封結構界面“接觸-微觀形貌-泄漏”耦合演化模型研究,在此基礎上完成適用于典型反應堆壓力容器靜密封結構的密封性能動態預測和評估方法研究,并完成樣件制造和性能評估。
預期成效: 密封粗糙界面微觀形貌的表征模型與實測密封面特征函數(HPD和PSD)的偏差≯15%;密封粗糙界面微凸體的多尺度接觸彈塑性變形計算結果與實測接觸變形后的密封面特征參數的偏差≯20%。
(四)鎳基合金高溫環境下蠕變失效行為及預測模型研究
研究目標: 針對GH3230鎳基合金高溫環境下面臨的蠕變、疲勞行為開展研究,實現鎳基合金長時蠕變外推、疲勞壽命預測和蠕變-疲勞失效預測。
研究內容: 開展GH3230合金高溫材料試驗研究;開展材料蠕變壽命模型研究,完成外推蠕變壽命預測;開展蠕變本構模型研究和高溫疲勞循環本構模型研究;開展高溫疲勞壽命預測模型研究;開展基于數據驅動的蠕變壽命及高溫疲勞壽命預測模型研究;開展高溫蠕變-疲勞交互作用失效機理及預測模型研究。
預期成效: 高溫材料試驗包括試驗溫度為750℃和800℃至少5個應力水平下的高溫疲勞試驗,試驗溫度為700℃、825℃和875℃至少5個應力水平下的高溫蠕變試驗,試驗溫度為750℃和800℃下的高溫蠕變-疲勞交互作用試驗;最高蠕變試驗時長≮3000h;蠕變本構模型預測變形誤差≯20%;疲勞壽命預測精度控制在2.5倍誤差帶內;獲得蠕變-疲勞損傷限值包絡線。
(五)高硬耐熱合金的強化途徑和時效性能變化研究
研究目標: 開展鈷基或鎳基合金強化方案研究,開展化學成分、煉制工藝、熱處理等因素對材料性能的影響規律研究,形成典型高硬耐熱材料的工藝,探索材料長時時效的性能變化情況。
研究內容: (1)高硬耐熱合金材料強化方案研究;(2)成分、冷變形、冷熱處理對材料性能的影響規律研究;(3)長時時效的性能變化研究。
預期成效: 形成高硬耐熱合金的強化方法;(750℃±10℃)×50h時效后的室溫硬度≥52HRC(或采用其它硬度測試方法換算),室溫KW2≥22J,并實測室溫斷裂韌性;(750℃±10℃)×50h時效后的(750℃±10℃)高溫硬度≥40HRC(或采用其它硬度測試方法換算);獲取不少于1000h的高溫(750℃±10℃)長時性能數據,至少每約100h一個測點,測試項至少包括高溫長時時效后的室溫和高溫硬度、室溫和高溫抗拉強度、室溫沖擊功。
(六)高溫強迫冷卻條件下高載熱熱管熱輸運失衡實驗研究
研究目標: 針對高載熱量下熱管熱失配導致的傳熱性能下降,探究高溫強迫冷卻條件下的熱管熱輸運失衡傳熱機理,揭示冷熱邊界匹配方式對熱管傳熱特性的影響機制。
研究內容: 開展高溫強迫冷卻條件下的高載熱熱管熱輸運失衡試驗,獲取不同加熱條件與冷卻劑入口溫度、流量等參數下的熱管軸向溫度分布等傳熱特性及熱失穩過程的瞬態變化,獲得高載熱熱管冷熱邊界匹配方式。
預期成效: 試驗獲得不少于10組運行溫度高于650℃且冷卻劑溫度覆蓋50~250℃的高溫強迫冷卻條件下的熱管熱失穩過程有效瞬態數據,獲取影響熱管熱輸運失衡的關鍵參數,總結冷熱邊界匹配方式對高載熱熱管傳熱特性的影響規律,形成高載熱量熱管運行策略。
(七)交變載荷下氣浮軸承 - 轉子系統流固耦合機理和穩定性分析模型研究
研究目標: 研究揭示氣浮軸承在傾斜、搖擺的交變載荷作用下流-固-力耦合機理,建立軸承關鍵特性優化分析模型,形成計算分析方法,完成典型工況下的試驗驗證。
研究內容 : (1)針對傾斜搖擺的交變載荷作用下氣浮軸承軸系的分析模型,結合流固耦合及熱效應分析方法,研究氣浮軸承流-固-力耦合機理,開展交變載荷作用下氣浮軸承轉子系統動態特性及穩定性分析方法研究;(2)開展傾斜、搖擺運動條件下氣浮軸承軸系運行試驗研究,對轉子-軸承系統在不同工況下進行剛度阻尼、穩定性等測試實驗,驗證分析方法的準確性。
預期成效: 交變載荷作用下氣浮軸承轉子系統動態特性及穩定性分析方法的典型驗證試驗數據不少于20組,驗證的轉子系統重量不低于10kg,試驗中運動條件下軸承氣膜溫升等關鍵參數預測與試驗相比≤20%。
(八)鋯合金復合表面處理工藝研究
研究目標: 探索鋯合金表面熨壓和熱處理改性技術(復合表面處理技術),優化合金表面微觀組織,提高其耐腐蝕性能,揭示復合表面處理后鋯合金的耐蝕機制。
研究內容: 通過精確調控表面熨壓和熱處理工藝參數,制備出具有不同表面狀態和微觀特征的鋯合金試樣,綜合分析復合表面處理前后材料表面粗糙度、殘余應力及表面組織的變化(包括形貌、成分和相結構等表面微觀特性)和電化學特征,研究鋯合金表面熨壓工藝參數對材料表面殘余應力、表面形貌特征、微觀組織的影響規律。
預期成效: 獲得表面熨壓和熱處理的優化工藝參數,制備出具有不同表面狀態和微觀特征的鋯合金試樣,復合表面處理后的鋯合金試樣依據ASTM G2/G2M標準經400℃/10.3MPa水蒸汽、72h腐蝕后,腐蝕增重小于22mg/dm2。
(九)鋯合金組織與力學性能關系的高通量實驗方法研究
研究目標: 基于高通量方法制備的鋯合金,開展具有高通量表征與測試特征的微觀組織分析與力學性能評價,揭示成分及工藝對鋯合金微觀組織的影響規律,構建高通量力學性能評價方法體系。
研究內容: 利用高通量顯微組織表征和高通量力學測試技術實現鋯合金的高效微觀組織、力學性能分析,探究不同合金元素和制備工藝對鋯合金微觀結構的影響規律;構建鋯合金抗裂紋擴展評價的高效方法,篩選具有優異抗裂紋擴展能力的新型鋯合金,探討影響鋯合金抗裂紋擴展行為的關鍵因素。
預期成效: 高通量顯微組織表征和高通量力學測試進行樣品分析不少于200個,揭示合金元素及制備工藝對鋯合金微觀組織的影響規律;構建高通量鋯合金力學性能與抗裂紋評價方法體系,建立高通量樣品性能與標準樣品抗裂紋擴展能力的對應關系,偏差不大于20%。
二、申報要求
(一)申報資質要求
1、申請單位須是在中國大陸境內登記注冊的、非外企獨資或合資的高等院校、科研機構、企業等獨立法人單位(要求注冊時間一年以上),申請單位科研誠信狀況良好,無在實驗室負面名單懲戒執行期內的不良行為記錄;
2、單位負責人為同一人或者存在控股、參股、管理關系的不同單位,不得參與同一項目的申報;
3、申請人須具有副高級及以上專業技術職稱或已獲得博士學位,科研信用記錄良好,并在相關領域有較好的研究積累,同時具有領導和組織開展創新性研究的能力。
(二)申請人應根據規定模板編寫申請書,模板見附件。
(三)本次基金申請書密級均為公開,申報前需完成本單位保密審查并提供證明材料。
(四)申請書受理截止時間為2024年12月17日12:00,請各申請人于截止時間前,將基金項目申請書電子文檔(Word版本、蓋章掃描PDF版本)以及相關資質材料,以郵件方式提交指南聯系人。
(五)開放基金研發周期1-2年,具體周期要求請聯系指南聯系人。
(六)指南聯系人:劉巍13880376549;涂曉蘭18108080569。
三、管理要求
實驗室按照相關渠道的實驗室基金管理辦法管理開放基金,申請人在基金申請和開展過程中需執行上述文件的規定要求。
四、立項流程
實驗室將在收到開放基金申請書后統一組織專家進行審查,擇優進行支持。優勝開放基金申請人應配合完成最終項目申請書的編制審查,在最終項目申請書獲得批準后,實驗室將同開放基金申請單位簽訂任務書。