乏核燃料贮存格架地震及组件跌落事故安全分析
乏核燃料贮存格架主要用来贮存从核反应堆中卸出的乏燃料组件。由于乏燃料组件仍然具有一定的放射性，所以必须确保乏核燃料贮存格架在服役期间的安全性能。本论文依据法国RCC-M标准，分别对设计工况、地震异常工况和地震事故工况下的乏核燃料贮存格架进行安全分析，同时就乏燃料组件跌落在格架项部时，对格架进行安全评定。主要内容如下:
(1)采用ANSYS软件建立了格架及组件系统的有限元分析模型，进行了受重力和浮力（即设计工况）作用下的静力分析，得到了格架的变形和应力分布，并进行了强度和刚度校核。
(2)应用所建立的格架及组件系统有限元分析模型，并在合理的线性简化基础上，对系统进行了模态分析，得到了系统的前50赫兹的固有频率。
(3)对异常工况和事故工况作用下的格架及组件系统进行了地震安全分析。结果表明，在异常工况和事故工况下格架的强度均能满足相应安全判据的要求，但格架有可能发生滑动和起跳。不过经近似理论公式计算发现，由于格架四周覆有大面积围板，在考虑格架和周围液体之间的作用力后，即使格架发生滑动和跳离，格架与格架之间以及格架与乏燃料贮存水池侧壁之间还是不可能发生碰撞，格架是安全的。
(4)为正确计算组件在水中的跌落速度，特别是与乏核燃料贮存格架顶部开始发生碰撞那一时刻的跌落速度（碰撞的初速度），本论文对组件在格架上部水域内的跌落过程进行了数值模拟，并与理讫近似解进行了比较，结果发现，两种方法得到的结果相近，都可以用于跌落过程的模拟。
(5)对组件在格架上的跌落撞击过程进行了数值模拟，发现被撞击的储存单元顶部会发生较为严重的塑性变形，以致组件不能再次从该储存单元中取出或放入该储存单元，但组件活性段是安全的，储存单元的过渡变形不会导致组件内部乏燃料泄漏，格架下支撑板也不会接触到乏燃料池底。
乏核燃料贮存格架;地震安全;响应谱分析;CFD数值模拟;组件跌落事故
北京化工大学
硕士
化工过程机械
钱才富
2012
中文
TL249
106
2012-11-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）