【摘要】：核安全一直是受到大家廣泛關(guān)注的問題,自福島核事故發(fā)生以來,核設(shè)備的抗震性能成為了許多學(xué)者研究的熱點(diǎn)。對(duì)于乏燃料后處理設(shè)備來說我國(guó)目前還沒有一個(gè)完善的設(shè)計(jì)和制造標(biāo)準(zhǔn),因此后處理設(shè)備在面對(duì)地震發(fā)生時(shí)能否確保安全也需要更深入的研究。本論文通過ANSYS軟件對(duì)核燃料后處理廠的設(shè)備脈沖篩板萃取柱進(jìn)行了抗震安全全分析,使用有限元分析的方法獲取了該設(shè)備在不同級(jí)別地震下的應(yīng)力與形變結(jié)果,并根據(jù)法國(guó)RCC-M(中文名為稱為壓水堆核島機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)和建造規(guī)則)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)結(jié)果進(jìn)行校核,確定其抗震性能是否符合要求。具體工作內(nèi)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(jìn)行了簡(jiǎn)化。該模型的主體是由上下澄清室、脈沖管以及管內(nèi)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(gè)支板、法蘭與脈沖萃取柱相連。建模時(shí)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(shù)達(dá)到286963。(2)根據(jù)該設(shè)備的運(yùn)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(yīng)的載荷組合下對(duì)該設(shè)備進(jìn)行了靜力結(jié)構(gòu)分析,確定了該設(shè)備在設(shè)計(jì)工況下的應(yīng)力與形變,并對(duì)其強(qiáng)度進(jìn)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(duì)脈沖篩板萃取柱在地震發(fā)生時(shí)的受力以及形變情況進(jìn)行校核,接下來使用ANSYS動(dòng)力學(xué)頻譜分析模塊分別在設(shè)備空載時(shí)(即非運(yùn)行狀態(tài)下)和滿載時(shí)(即運(yùn)行狀態(tài)下)模擬計(jì)算出異常工況(OBE級(jí)別地震發(fā)生時(shí))、和事故工況(SSE級(jí)別地震發(fā)生時(shí))下所受的應(yīng)力與發(fā)生的形變大小。將計(jì)算結(jié)果與RCC-M標(biāo)準(zhǔn)校核后發(fā)現(xiàn),該設(shè)備的承壓零部件應(yīng)力、板式支撐件應(yīng)力、線型支撐件應(yīng)力、板式支撐件上的焊縫強(qiáng)度均符合規(guī)定。脈沖篩板萃取柱在OBE級(jí)別的地震發(fā)生時(shí)可正常運(yùn)行,在SSE級(jí)別的地震發(fā)生時(shí)能夠安全停止運(yùn)行,另外通過應(yīng)力計(jì)算結(jié)果可以看出整個(gè)設(shè)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(shí)體模型網(wǎng)格劃分別介紹一下這兩種方法。接法：首先建立節(jié)點(diǎn)，，接著通過節(jié)點(diǎn)建立單元，再通過多個(gè)單元構(gòu)成一元模型。體模型網(wǎng)格劃分法：先建立實(shí)體模型，然后使用網(wǎng)格劃分的工具劃分網(wǎng)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L(zhǎng)L181）、梁?jiǎn)卧˙EAM188）、實(shí)體單元（SOLID285）、接觸單元（TANTA174），脈沖篩板萃取柱的主體是薄殼結(jié)構(gòu)，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?jiǎn)卧˙EAM188）進(jìn)行模擬，法蘭使用實(shí)體單元（SOLID

節(jié)點(diǎn)數(shù)為 272553；BEAM188 單元的單元數(shù)為 728，節(jié)點(diǎn)數(shù)為 796；SOLID285單元的單元數(shù)為 32610，節(jié)點(diǎn)數(shù)為 9657；TARGE170 單元的單元數(shù)為 2664，節(jié)點(diǎn)數(shù)為480；CONTA174 單元的單元數(shù)為 5960，節(jié)點(diǎn)數(shù)為 6112。圖 3.2 脈沖篩板萃取柱整體網(wǎng)格效果
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TM623;TU352.11

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本文編號(hào)：2632027