【摘要】：核電廠在運行時,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的振動是不可避免的。甚至在極端情況下還可能遭到地震等外部災(zāi)害,各結(jié)構(gòu)之間相互碰撞,甚至發(fā)生變形。同時流體對結(jié)構(gòu)的運動變形有著很大的影響作用,使得結(jié)構(gòu)振動表現(xiàn)為強烈的非線性運動。因此研究事故工況(如地震事故)下的流固耦合效應(yīng),開發(fā)專用于核電廠關(guān)鍵設(shè)備非線性動力學(xué)計算軟件很有必要。 在核電廠關(guān)鍵設(shè)備中,反應(yīng)堆控制棒落棒時間的計算和乏燃料貯存格架流固耦合特性的研究十分重要。本文分析控制棒組件落棒物理機制,考慮流固耦合特性效應(yīng)、落棒過程部件所受到的流體阻力、控制棒組件與控制棒導(dǎo)向管之間的接觸-碰撞對整個落棒時間的影響。開展乏燃料水池格架振動分析,研究地震條件下格架運動對格架與池壁、格架與格架間隙內(nèi)流體流動的影響,及流體作用于格架的附加質(zhì)量與附加阻尼等動力學(xué)特性參數(shù),提出乏燃料水池與格架間流固耦合理論模型。本文分析了彈性結(jié)構(gòu)在流體激勵下的橫向振動方程,并運用Newmark-β法進(jìn)行數(shù)值解析；分析了彈性結(jié)構(gòu)在流體中所受到的流體阻力、計算方法,以及間隙對結(jié)構(gòu)所受到的流體阻力的影響；將改進(jìn)后的Hertzdamp模型應(yīng)用到控制棒組件與控制棒導(dǎo)向管、乏燃料水池貯存格架與格架、格架與水池壁之間的碰撞問題。并在理論分析的基礎(chǔ)上,建立和推導(dǎo)了核電廠結(jié)構(gòu)非線性動力學(xué)計算方法,基于FORTRAN程序,開發(fā)了適用于核電廠控制棒組件落棒時間計算和乏燃料水池中貯存格架的地震響應(yīng)分析的非線性動力學(xué)分析軟件。 通過對這兩個實例的計算,并與相關(guān)試驗數(shù)據(jù)對比,驗證了本文所提理論分析、計算方法和程序是適用、可靠的,本程序可以用來計算類似于控制棒落棒時間計算、乏燃料水池中貯存格架的地震響應(yīng)分析等核電廠關(guān)鍵設(shè)備非線性動力學(xué)問題。
【圖文】：

圖2. 2乏燃料水池C存格架及分布圖由于乏燃料組件外運燃料處理廠的復(fù)雜性，，在有限的水池空間內(nèi)布置了盡可多地存c乏燃料組件，以期在一定數(shù)量的燃料循環(huán)周期內(nèi)無需外運乏燃料。采高密度燃料c存格架可以最大限度地利用乏燃料C：存水池，提高電站的經(jīng)濟效。由于乏燃料C存水池空間有限，為達(dá)到乏燃料It存水池可存C一定數(shù)量燃料

圖5. 1乏燃料水池c存格架分布圖事故工況下，乏燃料水池忙存格架在地震載荷下發(fā)生橫向振動，并與流體相作用。將存格架作為彈性體建立橫向運動方程，如下式所示, 、5^Ui(t) 5Ui(t)(PjVi + mai)價 2 + (Ci + Cai) + kiUi(t) = Pi(t) + Fci(t) + F^.(t)
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TM623.4

【參考文獻(xiàn)】

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3 劉繼國;肖宏伶;王偉成;;10MW高溫氣冷堆乏燃料元件的貯存[J];原子能科學(xué)技術(shù);2006年02期

本文編號：2704685