反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)壓力邊界是電站安全的一道關(guān)鍵屏障,其結(jié)構(gòu)完整性必須得到保證。穩(wěn)壓器波動(dòng)管連接反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)主管道和穩(wěn)壓器,屬于反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)的關(guān)鍵性一回路壓力邊界段,屬核安全一級(jí)管道。流場(chǎng)、熱場(chǎng)與結(jié)構(gòu)的相互作用產(chǎn)生的應(yīng)力,熱應(yīng)力以及熱疲勞是影響反應(yīng)堆冷卻劑管道熱管段的原因之一。本論文主要利用ANSYS有限元軟件完成對(duì)穩(wěn)壓器波動(dòng)管的熱與結(jié)構(gòu)耦合分析、模態(tài)分析、以及熱流結(jié)構(gòu)耦合分析和對(duì)AP1000反應(yīng)堆冷卻劑管道熱管段流熱結(jié)構(gòu)耦合分析。通過軟件建立穩(wěn)壓器波動(dòng)管以及AP1000反應(yīng)堆冷卻劑管道熱管段的模型,賦予模型其實(shí)體材料的相關(guān)參數(shù)如彈性模量、泊松比、導(dǎo)熱系數(shù)等,對(duì)模型施加工作載荷(主要是溫度和壓力)和相關(guān)的約束進(jìn)行管路的流固熱耦合分析,通過軟件的計(jì)算結(jié)果來分析波動(dòng)管的受力特征,預(yù)測(cè)出最大應(yīng)力的位置,并結(jié)合模型產(chǎn)生的位移特征分析波動(dòng)管以及熱管段的破損失效特點(diǎn)。正常工況,波動(dòng)管工作于高溫和高壓環(huán)境之下。高溫與高壓都可能導(dǎo)致波動(dòng)管管壁產(chǎn)生較大的應(yīng)力,為分析波動(dòng)管產(chǎn)生應(yīng)力的主要環(huán)境因素,本文首先對(duì)波動(dòng)管進(jìn)行熱與結(jié)構(gòu)的耦合場(chǎng)分析。計(jì)算預(yù)測(cè)了穩(wěn)壓器波動(dòng)管在正常的工作條件下受到的熱應(yīng)力最大的位置,及波動(dòng)管最大變形的位置。利用CFD有限元軟件分別對(duì)波動(dòng)管進(jìn)行流固耦合分析計(jì)算以及熱流固耦合分析計(jì)算。計(jì)算結(jié)果顯示,流固熱耦合分析得到的管壁受到的最大應(yīng)力要比正常僅考慮流固耦合分析得到的數(shù)據(jù)大的多,而流場(chǎng)變化不大。考慮到流場(chǎng)、熱場(chǎng)以及結(jié)構(gòu)的相互作用更符合壓水堆穩(wěn)壓器波動(dòng)管的正常工作下的實(shí)際情況,此研究可為水堆穩(wěn)壓器波動(dòng)管的安全設(shè)計(jì)提供了更為符合實(shí)際理論參考數(shù)據(jù)。利用CFD對(duì)AP1000反應(yīng)堆冷卻劑管道熱管段進(jìn)行了流固耦合分析和流固熱耦合分析,計(jì)算結(jié)果顯示,流固熱耦合分析得到的熱管段管壁受到的最大應(yīng)力要比正常僅考慮流固耦合分析得到的數(shù)據(jù)大三個(gè)數(shù)量級(jí),而流場(chǎng)變化不大。
【學(xué)位單位】：華北電力大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2016
【中圖分類】：TL353.1

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本文編號(hào)：2817228