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,核电站需要用到大量的阀门,其中有相当数量的阀门因其功能涉及到核电站安全而被定为核安全级阀门。
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
中国是世界上第一大碳排放国,最大的发展中国家和第二大经济体,环境治理和能源紧缺的矛盾日益突出,为了实现可持续发展必须采用一种气节能源代替传统能源。核能得到了很大的发展,发展核电最大的问题是解决安全问题,阀体是核能源系统中的薄弱环节在中国也得到了很大的发展,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计算相结合的方法。中国从1985年开始使用核电,目前核电占总发电量的1%,中国的核电技术尚待继续进步。
美国是世界核电发展的先驱。世界上第一台用于发电的核反应堆是美国爱达荷州的实验型增值反应堆(EBR-1),该反应堆1951年12月开始进行实验。1953年,艾森豪威尔总统签署了美国"和平发展核能"计划,该计划对于美国核电发展具有重要指导意义。同年,美国原子能委员会在宾夕法尼亚州建造了60兆瓦的船载演示型压水反应堆,该反应堆运行时间为1957~1982年。比中国早了近30年。美国更是计算机仿真技术和有线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,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。
其他发达国家在电力构成上核电也占很大比例,近邻日本的核电工业也远远强于中国,因此核电发展迫在眉睫,关乎核电站安全的阀门抗震可靠性研究变得异常重要。3. 研究的基本内容与计划
本课题拟以20hed6g43r-150p型核电蝶阀为研究对象,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)利用有限元法对阀门进行抗震分析;
(2)进行阀门在地震情况下的模态分析.