鉛鉍合金冷卻反應(yīng)堆作為新一代核能系統(tǒng)中極具發(fā)展前景的先進(jìn)堆型,因其良好的中子學(xué)性能、化學(xué)性能、熱工水力學(xué)性能和安全特性,已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。2011年,中國(guó)科學(xué)院?jiǎn)?dòng)了戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)“未來(lái)先進(jìn)核裂變能—ADS嬗變系統(tǒng)”,將中國(guó)鉛基研究堆CLEAR(China LEAd-based Reactor)選為參考堆型。 反應(yīng)堆抗震性能的良好與否直接影響反應(yīng)堆的安全性和經(jīng)濟(jì)性。主容器是防止放射性物質(zhì)泄露的重要屏障,它的抗震性能對(duì)于維持反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)的完整性,保證反應(yīng)堆的安全有著重要的意義。與傳統(tǒng)的反應(yīng)堆堆型相比,鉛鉍合金冷卻反應(yīng)堆采用液態(tài)重金屬鉛鉍合金作為冷卻劑,一回路系統(tǒng)通常為池式結(jié)構(gòu)。在地震情況下,主容器內(nèi)大量高密度液態(tài)鉛鉍合金的晃動(dòng)效應(yīng)會(huì)對(duì)主容器結(jié)構(gòu)造成影響,甚至可能產(chǎn)生結(jié)構(gòu)破壞的現(xiàn)象,進(jìn)而喪失主容器的功能。因此,對(duì)鉛鉍合金冷卻反應(yīng)堆主容器抗震性能進(jìn)行研究是非常必要的。 本文參考中國(guó)科學(xué)院核能安全技術(shù)研究所完成的鉛鉍合金冷卻反應(yīng)堆設(shè)計(jì)方案,依據(jù)ASME規(guī)范和核電廠抗震設(shè)計(jì)規(guī)范,基于有限元方法,在ANSYS Workbench的瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)計(jì)算模塊中初步開展了鉛鉍合金冷卻反應(yīng)堆主容器抗震性能分析,進(jìn)行了RG1.60標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)反應(yīng)譜下主容器的力學(xué)性能評(píng)價(jià),完成了主容器一次應(yīng)力強(qiáng)度和二次應(yīng)力強(qiáng)度的計(jì)算與評(píng)定。在此基礎(chǔ)上,本文進(jìn)行了鉛鉍合金冷卻反應(yīng)堆主容器抗震性能影響因素分析,選取了容器壁厚、容器半徑和冷卻劑種類作為影響抗震性能的代表因素,討論了對(duì)鉛鉍合金冷卻反應(yīng)堆主容器抗震性能的影響。 結(jié)果顯示,鉛鉍合金冷卻反應(yīng)堆主容器的材料在地震載荷作用的整個(gè)過(guò)程中始終處于線彈性范圍之內(nèi),沒(méi)有出現(xiàn)結(jié)構(gòu)失效甚至破壞的現(xiàn)象,這表明主容器抗震性能良好,設(shè)計(jì)方案合理。而隨著壁厚的減小、半徑的增加以及冷卻劑密度的增加,主容器的變形和應(yīng)力隨之增加。以上結(jié)論為鉛鉍合金冷卻反應(yīng)堆等液態(tài)重金屬冷卻反應(yīng)堆主容器設(shè)計(jì)提供了參考。
【學(xué)位單位】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2014
【中圖分類】：TL353
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 引言
    1.1 核能的發(fā)展與現(xiàn)狀
    1.2 反應(yīng)堆抗震性能要求
    1.3 鉛鉍合金冷卻反應(yīng)堆抗震性能研究現(xiàn)狀
    1.4 本文主要內(nèi)容與結(jié)構(gòu)
第2章 分析方法與評(píng)定準(zhǔn)則
    2.1 有限元簡(jiǎn)介
        2.1.1 有限元的發(fā)展
        2.1.2 有限元的過(guò)程
        2.1.3 有限元的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)
        2.1.4 ANSYS有限元分析軟件
    2.2 求解類型
        2.2.1 模態(tài)分析
        2.2.2 動(dòng)力分析
    2.3 規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)
        2.3.1 ASME規(guī)范
        2.3.2 應(yīng)力分類
        2.3.3 評(píng)定準(zhǔn)則
    2.4 小結(jié)
第3章 鉛鉍合金冷卻反應(yīng)堆主容器抗震性能分析
    3.1 計(jì)算輸入
        3.1.1 方案概述
        3.1.2 網(wǎng)格劃分
        3.1.3 邊界條件
    3.2 模態(tài)分析結(jié)果
    3.3 動(dòng)力分析結(jié)果
    3.4 應(yīng)力評(píng)定結(jié)果
    3.5 小結(jié)
第4章 鉛鉍合金冷卻反應(yīng)堆主容器抗震性能影響因素分析
    4.1 容器壁厚影響分析
    4.2 容器半徑影響分析
    4.3 冷卻劑種類影響分析
    4.4 小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的其他研究成果
參與項(xiàng)目

【參考文獻(xiàn)】

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