核废料起重机系统设计与瞬态动力学研究

发布时间：2017-07-06 06:04

  本文关键词：核废料起重机系统设计与瞬态动力学研究

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【摘要】：近些年,世界核电技术发展很快,我国虽在核电方面起步较晚,但发展较快。我国核电已迈进高速发展期,拟建核电站数量高居世界第一,如何确保核安全也进入一个全新的研究高度,核废料起重机虽然不是核电站的核心设备,但也是必不可少的特种设备之一。由于核废料起重机的特殊工作环境,故其设计方案比普通标准要求更高、材料质量要求更严、整机安全性要求更高,并且还要充分考虑到起重机的特殊工作环境以及地震特殊载荷等因素,所以只有更加严谨、科学的设计方案才能保证核电站起重机的精确性、可靠性及安全性。 本论文以国内某核电站核废料起重机为背景,针对起重机的特殊性做了系统的研究,主要包括以下几个部分： (1)阐述了核电站用起重机概况和展望,结合核废料桥式起重机(12.5/12.5t-15.34m)的工作条件和工作流程介绍该起重机的设计要求,针对起重机的特殊性对起重机起升系统、故障自诊断和反馈功能(载荷报警管理系统)、定位控制系统(条码定位BPS、激光定位测距反馈、照明辅助)等进行设计研究。 (2)介绍了安全系统工程的主要分析方法-故障分析法(FTA),并围绕核废料起重机吊物坠落为系统故障,进行层层追踪,通过故障树图形象地表达系统故障与导致该故障的各因素之间的内在联系,从而找出系统的薄弱环节,便于设备的性能改进与故障诊断。此外,还应该考虑单一事故状态的应急和恢复装置,确保吊运核废料桶过程中出现紧急情况下起重机能在预期事故状况下能完成一个工序,回到检修工位,保证起重机工作安全可靠。 (3)在ANSYS中建立起重机桥架有限元模型,求解、校核起重机桥架结构在各工况下的刚度和强度；基于时程分析法起重机进行桥架结构工程抗震性研究(瞬态动力学),选取两条地震波数据样本(El Centro Site地震波、Taft Lincoln Scholl地震波)以及一条人工模拟地震波数据,通过时间历程后处理器模拟地震反应研究,得到地震冲击下起重机桥架任意节点随时间变化的应力、应变时程分析结果,并与无地震载荷分析结果进行对比分析,以评估地震作用下起重机桥架结构的工程抗震性。 综上所述,通过对核废料起重机进行了定位控制系统改进性设计、起重机故障树理论分析、桥架结构抗震性研究,其结果对远程操作的自动化起重机设计具有参考价值,对提高起重机运行的平稳性和可靠性具有重要意义。
【关键词】：核废料起重机 定位控制系统 故障树分析法 有限元法 时程分析法 地震反应
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH218;TM623
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-10
• 第1章 绪论10-15
• 1.1 核电站专用起重设备概况10-11
• 1.2 核电站专用起重设备的现状与国产化11-12
• 1.2.1 核电站专用起重设备的现状11
• 1.2.2 核电站专用起重设备的国产化11-12
• 1.3 国内外研究概况12-13
• 1.4 本文研究内容及意义13-15
• 第2章 核废料起重机系统设计15-25
• 2.1 工作条件及工作流程15-17
• 2.2 整机外型17-18
• 2.3 轮压及动载荷计算18-20
• 2.3.1 小车轮压18
• 2.3.2 大车轮压18-19
• 2.3.3 动载荷19-20
• 2.4 起升机构20-22
• 2.4.1 卷绕系统20-21
• 2.4.2 旋转抓具21-22
• 2.5 载荷报警管理系统22
• 2.6 冗余和应急系统22-25
• 2.6.1 冗余系统23
• 2.6.2 拖拽装置23-25
• 第3章 核废料起重机定位控制系统研究25-31
• 3.1 条码定位(BPS)系统25-26
• 3.2 激光测距定位反馈系统26
• 3.3 摄像照明辅助系统26-27
• 3.4 定位系统控制方案设计27-30
• 3.5 小结30-31
• 第4章 核废料起重机故障树分析31-41
• 4.1 故障树分析法31-33
• 4.2 核废料起重机故障树的建立33-37
• 4.2.1 基本假设33
• 4.2.2 底事件发生概率33-36
• 4.2.3 核废料起重机故障树36-37
• 4.3 定性和定量分析37-38
• 4.3.1 定性分析37-38
• 4.3.2 定量分析38
• 4.4 结果分析38-40
• 4.4.1 有无事故制动器两方案的比较38
• 4.4.2 系统的关键元件和薄弱环节38-39
• 4.4.3 降低顶事件概率的具体措施39-40
• 4.5 小结40-41
• 第5章 核废料起重机瞬态动力学研究41-61
• 5.1 地震反应41
• 5.2 时程分析法41-43
• 5.3 地震波43-47
• 5.3.1 地震波三要素43
• 5.3.2 地震波样本43-47
• 5.4 时程分析法模拟地震分析结果47-60
• 5.4.1 无地震载荷分析结果48-51
• 5.4.2 El Centro Site地震波分析结果51-54
• 5.4.3 Taft Lincoln Scholl地震波分析结果54-57
• 5.4.4 人工模拟地震波结果分析57-60
• 5.5 小结60-61
• 结论与展望61-63
• 致谢63-64
• 参考文献64-67
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果67

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前9条

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2 赵晓云;;BPS及其在自动化立体仓库中的应用[J];电气时代;2006年02期

3 ;世界核电发展现状及趋势[J];广东电力;1996年03期

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本文编号：524956