AP1000核电截止阀的抗震分析开题报告

 2021-08-08 01:08

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,其在设计、制造和检验等各个环节上均有远高于普通阀门的要求。

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。

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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首要仿真工具。

国外核电阀门与国内核电阀门比较而言,国外核电阀门种类齐全、技术先进、性能优良、可靠性较高。美国1942年建造了世界上第一座实验性核反应堆,前苏联于1954年建成世界上第一座核电站。在60多年的核动力技术发展过程中,仅就核电阀门而言,国外形成了完整的设计、实验、制造、检测体系,积累了大量的经验,产品成熟、技术可靠。美国的西屋公司、加拿大的维兰公司、法国的法玛通公司等西方核电阀门公司掌握着当代先进的核电技术。维兰公司的核电阀门几乎在世界上90%以上的核电站中都有着良好的供货记录。世界上核电站中的核岛和常规岛中许多重要的核级、非核级阀门,如先导式安全阀、主蒸气隔离阀、调节阀等的核电阀门技术和市场均被著名的核电阀门公司所垄断,而且价格十分昂贵。

在中国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。目前核电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的某型截止阀为研究对象,研究内容包括如下:

(1) 对截止阀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;

(2) 根据相关核安全法规的要求,对承压边界部件作出应力评定、强度校核以及能动部件的变形评价。

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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有效的仿真技术,进行模态分析。
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