熔鹽堆因?yàn)槭褂萌埯}作為冷卻劑和核燃料的載體,具有安全性、經(jīng)濟(jì)性以及不停堆換料等優(yōu)點(diǎn),但同時(shí)熔鹽環(huán)境也給結(jié)構(gòu)材料帶來了高溫、載荷、輻照等各方面的嚴(yán)峻考驗(yàn)。與熔鹽直接接觸的結(jié)構(gòu)材料主要為核石墨和高溫鎳基合金:其中核石墨構(gòu)成堆芯結(jié)構(gòu)腔體并為冷卻劑熔鹽提供流通通道,而鎳基合金因其具有優(yōu)異的力學(xué)性能和抗輻照脆化特性被用作一回路管道材料。本文通過實(shí)驗(yàn)獲取數(shù)據(jù),建立相應(yīng)的有限元模型,對(duì)形成熔鹽流通通道的堆芯石墨和回路管道合金這兩種主要結(jié)構(gòu)材料展開相應(yīng)力學(xué)性能分析,模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)相互驗(yàn)證,從而優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為堆芯安全提供參考。對(duì)于堆芯石墨,抗震分析是整體堆芯安全性能評(píng)估的重要環(huán)節(jié),而熔鹽和石墨密度相當(dāng),在進(jìn)行堆芯結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)分析時(shí),熔鹽和石墨的流固耦合作用不可忽視。通過相似分析確定4:1等縮比振動(dòng)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?石墨磚的非線性響應(yīng)看作是粘滯阻尼單自由度振動(dòng)體系,并將石墨和熔鹽的流固耦合作用等效為石墨磚振動(dòng)的附加質(zhì)量和附加阻尼參數(shù)。石墨塊的響應(yīng)按照粘滯阻尼運(yùn)動(dòng)方程的穩(wěn)態(tài)解擬合,發(fā)現(xiàn)附加質(zhì)量和附加附阻尼與石墨塊磚之間的間隙成反比。用有限元建立單石墨層模型進(jìn)行堆芯結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)響應(yīng)分析,結(jié)果表明石墨磚的最大主應(yīng)力、...

【文章頁數(shù)】：112 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景
        1.1.1 引言
        1.1.2 熔鹽堆結(jié)構(gòu)材料所面臨力學(xué)分析問題
    1.2 熔鹽堆石墨流固耦合問題
        1.2.1 引言
        1.2.2 流固耦合研究方法
        1.2.3 附加質(zhì)量附加阻尼計(jì)算方法
        1.2.4 熔鹽堆石墨流固耦合研究現(xiàn)狀
    1.3 回路管道蠕變問題
        1.3.1 引言
        1.3.2 蠕變基本原理
        1.3.3 管狀多軸應(yīng)力蠕變研究現(xiàn)狀
    1.4 本文主要研究意義及內(nèi)容
        1.4.1 石墨堆芯流固耦合研究
        1.4.2 回路管道蠕變研究
第2章 流固耦合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
    2.1 等縮比模型的確定
    2.2 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的搭建
    2.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法
    2.4 有限流固耦合理論基礎(chǔ)
第3章 流固耦合實(shí)驗(yàn)結(jié)果及討論
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)步驟及結(jié)果
        3.2.1 單石墨塊振動(dòng)實(shí)驗(yàn)
        3.2.2 雙石墨塊振動(dòng)實(shí)驗(yàn)
    3.3 單石墨層有限元模型建立
        3.3.1 模型建立
        3.3.2 網(wǎng)格敏感度分析
        3.3.3 邊界條件
    3.4 有限元模型結(jié)果
        3.4.1 不同振幅的影響
        3.4.2 不同頻率的影響
        3.4.3 榫直徑的影響
        3.4.4 鍵尺寸的變化
        3.4.5 石墨磚之間的間隙的影響
        3.4.6 熔鹽的影響
    3.5 本章小結(jié)
第4章 管狀蠕變實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
    4.1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的搭建
    4.2 實(shí)驗(yàn)樣品的設(shè)計(jì)
    4.3 有限元蠕變模型理論基礎(chǔ)
第5章 管狀蠕變實(shí)驗(yàn)結(jié)果及討論
    5.1 蠕變實(shí)驗(yàn)
    5.2 微觀分析
    5.3 有限元模型
        5.3.1 二維模型
        5.3.2 三維模型
    5.4 單軸和多軸實(shí)驗(yàn)對(duì)比
    5.5 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 工作展望
        6.2.1 堆芯整體抗震研究
        6.2.2 周期熱疲勞的影響
        6.2.3 蠕變疲勞的研究
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡(jiǎn)歷及攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果



本文編號(hào)：3767233