基于有限元法的第三代核电用手动蝶阀抗震分析开题报告

1. 研究目的与意义

核电阀门是核电站中重要的安全设备之一，核级阀门因其特定的运行环境和工作介质，与常规阀门产品相比，其可靠性水平高低对系统的安全性能和维修成本影响尤其突出。

核电站的设计中，要求核级阀门在电站遭受地震期间或地震后( 安全停堆地震 sse 和运行基准地震 obe)，阀门能够继续维持其结构和承压边界的完整性及良好的工作特性。

因此必须对核级阀门产品提出抗震的设计要求并对其实施有效的论证和分析，综合评价阀门的受力状态，考核阀门的强度是否符合要求。

2. 国内外研究现状分析

随着基础理论及现代技术的发展，在现代核电站抗震设计中，有限元已成为各类相关设备抗震分析与评价的主要仿真工具。

美国是世界核电发展的先驱，更是计算机仿真技术和有限元分析技术的发源地，因此核电阀体的设计和计算更是远远早于中国。阀体抗震实验和结构分析手段都比中国要先进。目前美国核电占总发电量50%以上，并且正在重启核电建设项目，核电阀门的抗震分析也在进一步的研究之中。

在中国随着环境治理和能源紧缺的矛盾日益突出，为实现可持续发展，核能等新型能源开始代替传统能源，得到很大发展，与此同时，核电阀门的安全性和可靠性检测也得到高度重视。目前核级阀门的抗震分析一般采用计算机软件计算和经验公式相结合，模拟地震环境下核级阀门的工作情况，对核级阀门进行应力应变测试，保证核级阀门的安全。

3. 研究的基本内容与计划

本课题拟以第三代核电ap1000的某型手动蝶阀为研究对象，研究内容包括如下：

（1） 根据企业提供的阀门二维图纸建立三维实体模型；

（2） 对阀门在地震载荷及设计组合载荷作用下的结构完整性和可运行性进行有限元分析，计算阀门整体及其主要部件的模态；

4. 研究创新点

（1）采用有限元软件ANSYS 对阀门建模，进行抗震分析；

（2）利用有限元分析法在地震状况和振动情况下提供的有效的仿真技术，进行模态分析。