当前位置:主页 > 理工论文 > 核科学论文 >

束流瞬变对ADS铅铋冷却有窗靶结构安全影响的初步研究

发布时间:2020-06-11 21:45
【摘要】:散裂靶是加速器驱动次临界系统(ADS)中反应堆与加速器的耦合部件,加速器产生的质子束的大部分能量会沉积在靶材料上,当质子束束流的能量和射入角度发生变化时,沉积在散裂靶靶窗上的能量会随之而反生变化,进而对靶窗的结构完整性造成破坏;除此之外,频繁变化的束流强度同样会影响到散裂靶结构材料的安全特性。本文对一种有窗散裂靶的设计在稳态以及五种典型束流瞬变工况下的响应特性做了探究。利用商用软件CFX对散裂靶在不同工况下的响应做了热工水力学计算,利用ANSYS做了相应的热应力分析。 文中所选用的计算网格进行了独立性分析,选用了适当的计算模型。稳态工况下的计算结果表明,在靶窗几何中心点处正下方的冷却剂的流速很小,此现象可能会导致靶窗热点温度超过设计限值,是分析过程中需要重点关注的现象。在此结果的基础上,对靶窗厚度、结构材料对散裂靶安全特性的影响做了评估。结果表明,靶窗越厚其相应的靶窗热点温度越高,留有的安全裕量越小。就热工水力学分析结果而言,T91与316L均具备良好的结构安全特性。 在稳态分析结果的基础上,本文对束流启动、失束、束流聚焦、质子加速器功率瞬跳、束流偏移五种典型的束流瞬变工况做了模拟分析。计算结果表明:在阶跃启动和线性启动两种束流启动模式下,急剧变化的靶窗热点温度会产生最大为18.3MPa的热应力,不会导致靶窗的破损。在进行失束工况的分析时,考虑到了频繁变化的束流会使结构材料疲劳失效,通过分析得出了靶窗材料所能够承受的年失效次数为1×106。当质子束束斑半径聚焦为稳态工况下的一半时,靶窗热点温度会在1s内超过设计限值。因此,在ADS系统的设计工作中,要极力避免类似束流聚焦工况的发生。束流偏移与质子加速器功率瞬跳工况均会导致靶窗热点温度的小幅升高,但均没有超过相应的设计限值。
【学位授予单位】:中国科学技术大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TL503

【共引文献】

相关期刊论文 前10条

1 李康;王艳丽;许树勤;;热钢圆盘喷水冷却过程的温度场测量与模拟[J];兵器材料科学与工程;2006年04期

2 黄华茂;黄德修;刘文;;Si基SiO_2波导芯层热应力的理论研究[J];半导体学报;2007年09期

3 李彦伯;马宁;于晓辉;;基于ANSYS的一型剪力墙热桥的位移场和应力场研究[J];重庆建筑;2012年07期

4 张渝;谭键;;钢包下水口断裂分析及改进措施[J];重庆科技学院学报(自然科学版);2009年01期

5 李雁英;;混凝土结构温度应力的控制研究[J];电力学报;2008年01期

6 缪长青;孙传智;李爱群;;混凝土箱梁桥零号块水化热过程分析研究[J];防灾减灾工程学报;2010年04期

7 王盛智;王国维;;输油管管架推弯分析及管道热应力的计算[J];辽宁石油化工大学学报;2012年01期

8 张卫波;赖联锋;严世榕;张威;;基于ANSYS的离合器压盘有限元设计[J];中国工程机械学报;2007年04期

9 刘长勇;张人佶;颜永年;林峰;张磊;;预应力钢丝缠绕剖分-组合大型挤压筒的热应力分析[J];工程力学;2011年05期

10 马挺;吉彦鹏;曾敏;王秋旺;;插管式内翅片管高温应力特性的数值研究[J];工程热物理学报;2011年12期

相关会议论文 前7条

1 宋小伟;孙斌煜;;双辊带材铸轧侧封技术中熔融钢液液面宽度对侧封板所受温度场和应力场的影响[A];第十二届全国铸造年会暨2011中国铸造活动周论文集[C];2011年

2 崔芮华;常国梅;王志成;王丽娟;;固体继电器的热应力分析[A];中国电工技术学会低压电器专业委员会第十三届学术年会论文集[C];2007年

3 胡捷;苏生;刘建军;;透平导叶闭式蒸汽冷却气热-热弹耦合研究[A];大型飞机关键技术高层论坛暨中国航空学会2007年学术年会论文集[C];2007年

4 吴狄峰;程树森;;中间包水口温度场和应力场研究[A];2006年全国冶金物理化学学术会议论文集[C];2006年

5 包家汉;潘紫微;朱立江;乔翠侠;;基于接触模型的100T转炉托圈热-机应力分析[A];第七届(2009)中国钢铁年会论文集(上)[C];2009年

6 杨宇;祁昊;陈钢;;1000MW汽轮机转子热应力监控系统中温差的计算方法的研究[A];超超临界机组技术交流2012年会论文集[C];2012年

7 左海滨;郑劲;张建良;李峰光;沈猛;铁金艳;;球墨铸铁冷却壁热态试验研究[A];2014年全国炼铁生产技术会暨炼铁学术年会文集(下)[C];2014年

相关博士学位论文 前10条

1 张琛;光纤陀螺光路偏振特性及温度性能研究[D];哈尔滨工程大学;2010年

2 宋文庆;层状金属复合板件等离子体弧柔性成形技术基础研究[D];大连理工大学;2011年

3 李东阳;冻土未冻水含量测试新方法的试验和理论研究[D];中国矿业大学(北京);2011年

4 段华波;基于加热改性处理的废线路板资源化过程及作用机制研究[D];清华大学;2010年

5 宋义伟;潜望式卫星光通信终端45度镜空间温变特性及影响研究[D];哈尔滨工业大学;2011年

6 吕红庆;乘波体结构热响应及防护问题研究[D];哈尔滨工程大学;2010年

7 陈华;高精度面形检测中环境扰动因素分析[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2011年

8 刘剑;毫秒级脉冲激光辐照脆性材料的热—力学效应[D];南京理工大学;2011年

9 黄民荣;刚性弹体对混凝土靶的侵彻与贯穿机理研究[D];南京理工大学;2011年

10 张雪彪;船体曲面钢板完全线加热成形研究[D];大连理工大学;2006年

相关硕士学位论文 前10条

1 冯媛媛;热处理零件组织性能分布的计算机预测及其结构设计[D];山东农业大学;2010年

2 王玲玲;基于FEM的二维FGM板平面热应力研究[D];河北工程大学;2010年

3 郑李鹏;基于APDL的联合循环汽轮机转子热应力计算及启动优化的研究[D];浙江大学;2011年

4 张春林;中厚板矫直模拟及工艺优化[D];武汉科技大学;2010年

5 武淑珍;水溶液在热钢材表面运动状态的分子动力学研究[D];昆明理工大学;2009年

6 陶顺兴;基于厚薄差的盘式制动器制动抖动研究和热—结构耦合分析[D];浙江大学;2010年

7 云永琥;电子机箱气冷冷板的传热特性研究[D];西安电子科技大学;2011年

8 甘霖;基于有限单元法的汽轮机转子寿命评估研究[D];武汉理工大学;2011年

9 高望曦;厚板焊接的表面残余应力测试方法研究[D];武汉理工大学;2011年

10 王宏道;涡轮叶片三维流场仿真与强度分析[D];大连理工大学;2011年



本文编号:2708506

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/projectlw/hkxlw/2708506.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户4f8dd***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com