核能装置元件及安全防护设备安全性评价和改进方法
随着核电事业的发展迅速，关于核能装置及核电站安全防护设施的使用强度安全性就值得高度重视。目前，地震仍然是损害核电站的主要因素。因此，对核能装置元件及核电站重要的安全防护设备特种门进行抗震安全性分析是非常必要的和重要的。并且，特种门设备，元件众多，结构复杂，研究其高效的建模方法对于后续进行抗震分析是特别有益的，这将节省大量分析时间，极大提高分析速度，更快的得出需要的结果。如何提高特种门的抗震性能一直是人门关心的重点，本文从骨架间距、骨架截面、门板厚度比三个方面，探究如何增强特种门的抗震能力。除此之外，由于我国核电站多分布在东南沿海，这里正是龙卷风的多发地区，因此对于特种门遭受龙卷风载荷的冲击就成为了一个回避不了的问题。因此，本文就这些问题进行了下列研究:(1)利用某核电站防火门结构研究了使用实体单元建模和梁-壳÷实体单元组合建模两种门体的建模方法，并进行了抗震分析比较了两种方法的抗震结果。对比可知，两者误差较小，并且在分析过程中能够明显发现，用梁-壳-实体单元组合建模方法的计算速度更快，尤其适合包含槽钢、工字钢等复杂骨架截面的门结构。 (2)通过Design Exploration优化工具，对特种门骨架间距与特种门抗震性能的关系进行了研究，经过分析发现，合理的对骨架进行布置，能够明显提高门整体的抗震性能;利用Workbench对矩形、矩形管、槽钢等三种典型骨架截面的抗震性能进行了分析，比较了其抗震性能的大小;通过对不同前后门板厚度比进行仿真有限元计算发现，厚度比为1时，特种门的抗震能力最强。 (3)根据相应的有限元简化原则，对元件翻转机构进行了模型简化;根据核电厂抗震规范，分别对其在极限安全地震动(SL-2/SSE)和运行安全地震动(SL-1/OBE)作用下进行了抗震分析，并根据校核标准评价了其在地震载荷作用下的结构安全性。 (4)概述了龙卷风荷载的种类以及计算方法;基于Workbench平台，针对防护门遭遇龙卷风冲击的情况，利用某核电站钢制平开门，对其进行了抗14级龙卷风的有限元分析，结果显示，该门能够经受龙卷风的冲击，继续为核电站提供安全防护功能。这也为特种门在遭受龙卷风的强度分析和评价提供了一定的研究依据。
核能装置;安全防护设备;抗震能力;龙卷风载荷;安全性
北京化工大学
硕士
动力工程及工程热物理
张杨;王维民
2021
中文
TL364.2
2021-09-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）