【摘要】：浮動(dòng)式核電站是指配備有核反應(yīng)堆及發(fā)電系統(tǒng)的可移動(dòng)的浮動(dòng)式海洋平臺(tái)�，F(xiàn)今世界,人們對生存環(huán)境的重視達(dá)到了前所未有的高度。相比于代價(jià)高且污染大的化石能源以及其他易受外界條件限制的諸如風(fēng)能、太陽能等新能源,清潔高效、選址靈活的核能發(fā)電越來越受到各國政府的重視。核電站按選址類型又可分為陸上核電站和浮動(dòng)式核電站。相比于陸上核電站,浮動(dòng)式核電站由于其獨(dú)特優(yōu)勢,發(fā)展前景變得越來越廣闊,近年來它已成為越來越熱門的研究對象。本文提出了一個(gè)浮動(dòng)式核電站的安全殼艙段的設(shè)計(jì)方案,建立了該方案下安全殼艙段的有限元模型,對其在各工況下的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度進(jìn)行了直接計(jì)算,并選取了相關(guān)規(guī)范對安全殼艙段結(jié)構(gòu)進(jìn)行強(qiáng)度校核及應(yīng)力評(píng)價(jià),總結(jié)出了一套簡潔明了的強(qiáng)度校核流程,可為今后浮動(dòng)式核電站安全殼艙段的設(shè)計(jì)及其強(qiáng)度校核提供一定的參考。首先,參考俄羅斯的“羅蒙諾索夫院士”號(hào)浮動(dòng)式核電站的總布置示意圖以及相關(guān)文獻(xiàn)資料,設(shè)計(jì)了一個(gè)浮動(dòng)式核電站安全殼艙段結(jié)構(gòu),并分析了該結(jié)構(gòu)的典型工況及力學(xué)計(jì)算時(shí)應(yīng)設(shè)置的邊界條件。接著,本文研究了ASME規(guī)范下的核設(shè)施壓力容器應(yīng)力評(píng)價(jià)的方法,并根據(jù)ASME規(guī)范下的應(yīng)力狀態(tài)分類、應(yīng)力校核方法、第三強(qiáng)度理論以及本文提出的基于殼單元的應(yīng)力強(qiáng)度點(diǎn)處理法,總結(jié)出了一套針對核設(shè)施壓力容器的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度校核流程。然后,根據(jù)浮動(dòng)式核電站安全殼艙段的幾何模型、材料參數(shù)建立了該結(jié)構(gòu)的有限元模型,并依據(jù)計(jì)算工況以及邊界條件對安全殼艙段進(jìn)行強(qiáng)度的直接計(jì)算,得到各工況下的計(jì)算結(jié)果。根據(jù)材料的許用應(yīng)力值,應(yīng)用前文總結(jié)出的強(qiáng)度校核流程,對安全殼艙段結(jié)構(gòu)在各工況下的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度進(jìn)行了校核,并對其進(jìn)行了應(yīng)力評(píng)價(jià)。本文依據(jù)相關(guān)規(guī)范,基于有限元軟件ABAQUS,建立了典型浮動(dòng)式核電站安全殼艙段的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度直接計(jì)算法流程,可為該結(jié)構(gòu)的后續(xù)設(shè)計(jì)以及結(jié)構(gòu)的應(yīng)力評(píng)價(jià)提供參考。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TM623
【圖文】：

開發(fā)不斷加強(qiáng)，對海洋能源的需求也逐年增加。 然而，傳統(tǒng)的化石能源成本巨大染了海洋環(huán)境。 風(fēng)能和太陽能等新能源受到場地和應(yīng)用環(huán)境的極大影響，越來越滿足中國沿海油氣資源和島嶼開發(fā)帶來的能源需求。因此，海上核能發(fā)電受到了越多研究人員的重視[1]。相比較于傳統(tǒng)發(fā)電方式，核能發(fā)電的優(yōu)勢與劣勢同樣明顯。其優(yōu)勢主要在于[2]：對環(huán)境友好，無空氣污染物產(chǎn)生，也不會(huì)產(chǎn)生溫室氣體 CO2；（2）不易受到廠天氣等因素的影響；（3）成本相對穩(wěn)定。其劣勢主要有：（1）會(huì)產(chǎn)生高低階放廢料，或者是使用過的核燃料，均須慎重處理，且需面對相當(dāng)大的政治困擾；（2能發(fā)電的熱效率較低，故核能電廠的熱污染較嚴(yán)重；（3）核電廠的潛在危險(xiǎn)巨大生泄露，后果極其嚴(yán)重。但是核能發(fā)電是一把雙刃劍，一旦使用不當(dāng)或發(fā)生意外，將造成極其嚴(yán)重的后果上已發(fā)生過數(shù)起大型核事故，如圖 1-1 所示的切爾諾貝利核事故和福島核事故就中的代表。

以說“核電戰(zhàn)”已經(jīng)成為各國間新的競爭點(diǎn)。目前按照核電站的選址方式，可將核電大致分為兩類，一類是傳統(tǒng)的陸上核電站，另一類即是本文研究的浮動(dòng)式核電站，圖 1-2 所示。浮動(dòng)式核電站，是指在海上搭建移動(dòng)平臺(tái)，并在此平臺(tái)上建造的一種核能發(fā)電設(shè)，是移動(dòng)式小型核電站技術(shù)和船舶與海洋工程技術(shù)有機(jī)結(jié)合的產(chǎn)物[5]。作為一種高效的海上能源解決方案，浮動(dòng)式核電站相比于傳統(tǒng)的陸地核電站，主有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢[6-9]：（1） 遠(yuǎn)離陸地，可有效的規(guī)避地震等自然災(zāi)害的影響；（2） 核安全性更高，體現(xiàn)了固有安全設(shè)計(jì)理念，對環(huán)境、人員傷害更低；（3） 漂浮于海水中，有巨量的海水充當(dāng)冷卻劑；（4） 造價(jià)低、占地少，可批量化、標(biāo)準(zhǔn)化；（5） 適應(yīng)遠(yuǎn)海、近海、沿海等各種海域廣，機(jī)動(dòng)性強(qiáng)，靈活方便，（6） 可滿足海洋石油開采、偏遠(yuǎn)島嶼能源供給、海水淡化領(lǐng)域等多種要求。

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6 華艷;;非能動(dòng)安全殼冷卻系統(tǒng)技術(shù)綜述[J];科技創(chuàng)新與應(yīng)用;2017年10期

7 孔翔程;鄒志強(qiáng);武鈴s

本文編號(hào)：2715496