發(fā)布時間：2020-04-18 11:00

【摘要】：核安全一直是受到大家廣泛關注的問題,自福島核事故發(fā)生以來,核設備的抗震性能成為了許多學者研究的熱點。對于乏燃料后處理設備來說我國目前還沒有一個完善的設計和制造標準,因此后處理設備在面對地震發(fā)生時能否確保安全也需要更深入的研究。本論文通過ANSYS軟件對核燃料后處理廠的設備脈沖篩板萃取柱進行了抗震安全全分析,使用有限元分析的方法獲取了該設備在不同級別地震下的應力與形變結果,并根據法國RCC-M(中文名為稱為壓水堆核島機械設備設計和建造規(guī)則)標準對結果進行校核,確定其抗震性能是否符合要求。具體工作內容如下:(1)使用ANSYS APDL模塊建立了脈沖篩板萃取柱的完整有限元模型,并合理地進行了簡化。該模型的主體是由上下澄清室、脈沖管以及管內篩板組成的,除此之外本論文還畫出了外部支架,支架由多個支板、法蘭與脈沖萃取柱相連。建模時忽略了萃取液溢流口、萃余液出口、脈沖接口以及取樣口等直徑小于50mm的接口,最終模型的單元總數達到286963。(2)根據該設備的運行工況以及安裝方式,確定了需要施加的載荷以及約束。然后在相應的載荷組合下對該設備進行了靜力結構分析,確定了該設備在設計工況下的應力與形變,并對其強度進行校核。選擇合適的模態(tài)分析方法提取了前二十階的固有頻率與振型,本文列出了前八階振型。(3)本文對脈沖篩板萃取柱在地震發(fā)生時的受力以及形變情況進行校核,接下來使用ANSYS動力學頻譜分析模塊分別在設備空載時(即非運行狀態(tài)下)和滿載時(即運行狀態(tài)下)模擬計算出異常工況(OBE級別地震發(fā)生時)、和事故工況(SSE級別地震發(fā)生時)下所受的應力與發(fā)生的形變大小。將計算結果與RCC-M標準校核后發(fā)現,該設備的承壓零部件應力、板式支撐件應力、線型支撐件應力、板式支撐件上的焊縫強度均符合規(guī)定。脈沖篩板萃取柱在OBE級別的地震發(fā)生時可正常運行,在SSE級別的地震發(fā)生時能夠安全停止運行,另外通過應力計算結果可以看出整個設備最為薄弱的部分是脈沖管與上下澄清室相連接的位置。
【圖文】：

圖 3.1 脈沖篩板萃取柱整體幾何模型 選定有限元單元的種類過 ANSYS 創(chuàng)建有限元模型，可以使用直接法或者是實體模型網格劃分別介紹一下這兩種方法。接法：首先建立節(jié)點，，接著通過節(jié)點建立單元，再通過多個單元構成一元模型。體模型網格劃分法：先建立實體模型，然后使用網格劃分的工具劃分網元模型的創(chuàng)建。論文在脈沖篩板萃取柱的模型建立過程中采用了 5 種單元，分別為LL181）、梁單元（BEAM188）、實體單元（SOLID285）、接觸單元（TANTA174），脈沖篩板萃取柱的主體是薄殼結構，符合殼單元的幾何特征用 SHELL181 殼單元模擬脈沖篩板萃取柱的主體部分、支架以及支板。的梁使用梁單元（BEAM188）進行模擬，法蘭使用實體單元（SOLID

節(jié)點數為 272553；BEAM188 單元的單元數為 728，節(jié)點數為 796；SOLID285單元的單元數為 32610，節(jié)點數為 9657；TARGE170 單元的單元數為 2664，節(jié)點數為480；CONTA174 單元的單元數為 5960，節(jié)點數為 6112。圖 3.2 脈沖篩板萃取柱整體網格效果
【學位授予單位】：哈爾濱工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TM623;TU352.11

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 王興海;李世昌;陳靖;;脈沖萃取柱脈沖振幅在線測量方法[J];原子能科學技術;2009年02期

2 韓賓兵,邰德榮;屈尼(Kühni)萃取柱及其應用[J];化工進展;1998年03期

3 張柏青;;脈沖萃取柱研究進展[J];中國原子能科學研究院年報;2007年00期

4 景山;吳秋林;;脈沖萃取柱下澄清段的吹氣法管道設計原則[J];原子能科學技術;2008年07期

5 江瑜;張忠信;胡之德;;用P350萃取柱色層法分離微量鎵[J];分析試驗室;1986年02期

6 譚龍華，呂憲蛟，陳文，陳鷹;金（Ⅲ）的反相萃取柱色層新體系研究及應用[J];黃金;1996年04期

7 景山;吳秋林;王悅云;;標準噴嘴板脈沖萃取柱脈沖振幅的在線測量[J];原子能科學技術;2008年04期

8 景山;吳秋林;王悅云;陳靖;;吹氣對噴嘴板脈沖萃取柱脈沖振幅測量的影響[J];原子能科學技術;2007年05期

9 陳靖,徐世平,吳秋林,劉秉仁,邰德榮,宋崇立;吹氣法在線測量脈沖萃取柱參數研究[J];原子能科學技術;2001年S1期

10 邰德榮;液－液萃取柱中分散相滴徑分布的數學模擬[J];核科學與工程;1994年02期

相關會議論文 前3條

1 矯彩山;馬海燕;馬帥;;脈沖萃取柱存留分數的實驗及CFD研究[A];中國核科學技術進展報告（第二卷）——中國核學會2011年學術年會論文集第5冊（輻射防護分卷、核化工分卷）[C];2011年

2 侯洪國;矯彩山;馬海燕;朱榮凱;;脈沖萃取柱傳質性能的計算流體力學模擬[A];中國核科學技術進展報告（第二卷）——中國核學會2011年學術年會論文集第5冊（輻射防護分卷、核化工分卷）[C];2011年

3 李少偉;張琦;景山;吳秋林;;萃取柱內液—液兩相流CFD-PBM模擬研究進展[A];中國核科學技術進展報告（第二卷）——中國核學會2011年學術年會論文集第5冊（輻射防護分卷、核化工分卷）[C];2011年

相關碩士學位論文 前10條

1 韓宇杉;脈沖篩板萃取柱的抗震安全分析[D];哈爾濱工程大學;2019年

2 王允;脈沖萃取柱流體流動和質量傳遞性能研究[D];哈爾濱工程大學;2012年

3 董建麗;三種C_（18）毛細管整體微萃取柱的應用[D];遼寧師范大學;2011年

4 宋瓊;群體平衡模型模擬φ38脈沖萃取柱水力學行為[D];哈爾濱工程大學;2013年

5 謝庭亮;脈沖萃取柱水力學性能的實驗與模擬研究[D];哈爾濱工程大學;2015年

6 王日騰;群體平衡模型模擬脈沖萃取柱水力學行為[D];哈爾濱工程大學;2014年

7 周晴晴;基于雙歐拉方法的脈沖篩板萃取柱中液液兩相流的數值實驗與關聯[D];哈爾濱工程大學;2014年

8 吳偉;ф50折流板脈沖萃取柱的水力學性能研究[D];清華大學;2005年

9 畢升;φ100折流板脈沖萃取柱水力學性能研究[D];清華大學;2006年

10 馬海燕;脈沖篩板萃取柱存留分數研究[D];哈爾濱工程大學;2012年

本文編號：2632027