屏蔽式核主泵飛輪作為非能動安全系統(tǒng)的一環(huán),屬于核安全相關(guān)部件,受核安全局監(jiān)管。其作用是在全場斷電的情況下,仍能維持一定的惰轉(zhuǎn)時間以排出堆芯的殘余熱量,避免堆內(nèi)的燃料組件持續(xù)升溫直至燒毀。在常規(guī)工況下,飛輪被包圍在間隙流場中,上下端又存在較大的溫差,工作環(huán)境十分復(fù)雜,以往的研究分析中往往忽略間隙流場導(dǎo)致的溫度分布變化對飛輪結(jié)構(gòu)完整性的影響,本次研究對這一因素加以考慮并應(yīng)用至后續(xù)分析之中。與此同時,飛輪表面存在由裝配或加工失誤導(dǎo)致的初始裂紋,其在交變載荷作用下會隨著循環(huán)周期的增加而不斷發(fā)展直至臨界,最終導(dǎo)致飛輪發(fā)生斷裂失效,影響核主泵壽期內(nèi)的安全運行。國內(nèi)外學(xué)者往往將飛輪簡化為半無限大體并結(jié)合半經(jīng)驗公式,或參照ASME附錄G中的經(jīng)驗公式計算裂紋的應(yīng)力強度因子。但這兩種方法并不適用于結(jié)構(gòu)、受力復(fù)雜的雙金屬飛輪,所以有必要對以往的計算方法進行修正。本次研究針對屏蔽式核主泵飛輪,建立了存在裂紋的三維飛輪模型,應(yīng)用有限元法計算飛輪裂紋的應(yīng)力強度因子,揭示了應(yīng)力強度因子隨轉(zhuǎn)速,裂紋深度及長度的變化規(guī)律,利用所得規(guī)律修正應(yīng)力強度因子的計算公式,并結(jié)合Paris公式對飛輪裂紋進行壽命評估,解決了以往研究方法中存在的適用性問題。
【學(xué)位單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TM623
【部分圖文】：

屏蔽式核主泵結(jié)構(gòu)示意圖

飛輪間隙流場

間隙流場湍流模型選取環(huán)向間隙流場的寬度僅約 10mm，遠小于飛輪保持環(huán)及電機的形態(tài)是典型的 Taylor-Couette 流[27]。Taylor-Couette 流由夾在兩隙中的粘性流體組成，當角速度較低時，為 Couette 流，當內(nèi)過某一臨界值時，Couette 流失穩(wěn)并進入第二穩(wěn)態(tài)——其特點形渦，名為 Taylor 流。Taylor-Couette 流是通過與雷諾數(shù)有關(guān)的，已知 Talyor 數(shù)的表達式為：rTar r 為圓筒的半徑； 為圓筒的轉(zhuǎn)速； 為圓筒的間隙； 為流。而當泰勒數(shù)處于一定的范圍之時，就會在流體中螺旋渦出現(xiàn)個穩(wěn)定二次流圖案，一個堆在另一個的頂部，即泰勒渦，從而量交換，其形式可參照圖 2-3 所示[28]。
【參考文獻】

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1 崔海燕;李天斌;;核主泵飛輪結(jié)構(gòu)及設(shè)計要求探討[J];通用機械;2015年09期

2 宮經(jīng)全;張少欽;李禾;張宸宇;;基于相互作用積分法的應(yīng)力強度因子計算[J];南昌航空大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2015年01期

3 羅宇辰;劉應(yīng)征;陳漢平;;壓水堆主泵飛輪周圍間隙流中泰勒渦傳熱特性的數(shù)值研究[J];原子能科學(xué)技術(shù);2014年03期

4 鄭吉偉;戚彩夢;;核反應(yīng)堆冷卻劑泵電機飛輪斷裂韌性要求探討[J];上海大中型電機;2013年02期

5 賈鑫;楊彬;;飛輪斷裂力學(xué)分析[J];電子世界;2013年06期

6 葛磊;王德忠;張繼革;;屏蔽電機主泵慣性飛輪完整性分析[J];上海理工大學(xué)學(xué)報;2012年06期

7 徐杰;周迅;陳文華;李維國;;基于有限元法的表面疲勞裂紋擴展模擬[J];浙江理工大學(xué)學(xué)報;2012年01期

8 劉明堯;柯孟龍;周祖德;譚躍剛;梁安;;裂紋尖端應(yīng)力強度因子的有限元計算方法分析[J];武漢理工大學(xué)學(xué)報;2011年06期

9 莊亞平;;AP1000屏蔽泵的應(yīng)用分析[J];電力建設(shè);2010年11期

10 宋鳴;李有堂;段紅艷;;位移法求解應(yīng)力強度因子的影響因素[J];機械設(shè)計;2010年09期

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1 韓曉婷;Taylor-Couette流場數(shù)值模擬及絮凝效能研究[D];蘭州交通大學(xué);2013年

本文編號：2837487