反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)壓力邊界是電站安全的一道關(guān)鍵屏障,其結(jié)構(gòu)完整性必須得到保證。穩(wěn)壓器波動管連接反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)主管道和穩(wěn)壓器,屬于反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)的關(guān)鍵性一回路壓力邊界段,屬核安全一級管道。流場、熱場與結(jié)構(gòu)的相互作用產(chǎn)生的應(yīng)力,熱應(yīng)力以及熱疲勞是影響反應(yīng)堆冷卻劑管道熱管段的原因之一。本論文主要利用ANSYS有限元軟件完成對穩(wěn)壓器波動管的熱與結(jié)構(gòu)耦合分析、模態(tài)分析、以及熱流結(jié)構(gòu)耦合分析和對AP1000反應(yīng)堆冷卻劑管道熱管段流熱結(jié)構(gòu)耦合分析。通過軟件建立穩(wěn)壓器波動管以及AP1000反應(yīng)堆冷卻劑管道熱管段的模型,賦予模型其實體材料的相關(guān)參數(shù)如彈性模量、泊松比、導(dǎo)熱系數(shù)等,對模型施加工作載荷(主要是溫度和壓力)和相關(guān)的約束進行管路的流固熱耦合分析,通過軟件的計算結(jié)果來分析波動管的受力特征,預(yù)測出最大應(yīng)力的位置,并結(jié)合模型產(chǎn)生的位移特征分析波動管以及熱管段的破損失效特點。正常工況,波動管工作于高溫和高壓環(huán)境之下。高溫與高壓都可能導(dǎo)致波動管管壁產(chǎn)生較大的應(yīng)力,為分析波動管產(chǎn)生應(yīng)力的主要環(huán)境因素,本文首先對波動管進行熱與結(jié)構(gòu)的耦合場分析。計算預(yù)測了穩(wěn)壓器波動管在正常的工作條件下受到的熱應(yīng)力最大的位置,及波動管最大變形的位置。利用CFD有限元軟件分別對波動管進行流固耦合分析計算以及熱流固耦合分析計算。計算結(jié)果顯示,流固熱耦合分析得到的管壁受到的最大應(yīng)力要比正常僅考慮流固耦合分析得到的數(shù)據(jù)大的多,而流場變化不大�？紤]到流場、熱場以及結(jié)構(gòu)的相互作用更符合壓水堆穩(wěn)壓器波動管的正常工作下的實際情況,此研究可為水堆穩(wěn)壓器波動管的安全設(shè)計提供了更為符合實際理論參考數(shù)據(jù)。利用CFD對AP1000反應(yīng)堆冷卻劑管道熱管段進行了流固耦合分析和流固熱耦合分析,計算結(jié)果顯示,流固熱耦合分析得到的熱管段管壁受到的最大應(yīng)力要比正常僅考慮流固耦合分析得到的數(shù)據(jù)大三個數(shù)量級,而流場變化不大。
【學(xué)位單位】：華北電力大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2016
【中圖分類】：TL353.1

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本文編號：2817228