铅基ADS堆靶耦合结构关键技术设计与研究

发布时间：2020-08-07 11:14

【摘要】：加速器驱动次临界洁净核能系统(ADS)具有集发电、嬗变于一体的优势,同时铅铋冷快堆由于良好的固有安全性,中子学特性及热工水力性质,而被认为是ADS的最重要的候选堆型之一。然而对于铅基ADS,抗震设计是其反应堆压力容器结构设计的重点和难点,增加钢材厚度是一种常规有效的工程措施。但是金属冷却反应堆运行温度高,ADS堆运行工况较常规堆型更为复杂,增大容器厚度将使热应力变大,从而影响压力容器和靶件的热疲劳寿命,为了解决铅基ADS热应力和抗震设计之间的矛盾,本文对铅基ADS新型堆靶耦合系统开展了抗震计算和支撑方式的设计。结果表明,传统的刚性支撑方式不能释放较为突出的热膨胀,也较难承载地震工况下的铅铋合金冲击。鉴于阻尼器在核电厂管道系统抗震中广泛应用,设计了基于阻尼器的的新型支撑方式:滑移-阻尼支撑,采用大型商用有限元分析软件ANSYS中的弹簧-阻尼单元COMBIN14模拟分别在容器吊式支撑环和中心环腔上端环向均匀加装4个三维轴向阻尼器,在靶体上下端面环向均匀加装4个三维轴向阻尼器,有效地降低了容器和靶体的热应力,并实现了考虑流固耦合效应后的减震功能,为高温铅基ADS反应堆压力容器抗震设计提供了一种新的思路。基于滑移-阻尼支撑方式,完成了“火锅式”和“波纹管式”两套铅基ADS堆靶耦合方案的抗震计算和评定工作,并结合两方案的优点,建立了主容器采用“火锅式”结构,安全容器采用“波纹管式”结构的“混合式”优化设计方案,通过时程分析法完成了该优化方案的抗震计算和应力评定工作,确定了“混合式”堆靶耦合界面设计方案满足相关核安全法规和规范要求。
【学位授予单位】：华北电力大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TM623
【图文】：

华北电力大学硕士学位论文 ADS 堆靶耦合界面结构及要由双层压力容器（内层主容器，外层安贯穿方式的不同分为“火锅式”、“波纹案中，容器由中心管隔出一个独立的无如图 3-1 所示。“波纹管式”设计方案中器底部，贯穿部位通过波纹管与主容器连

图 3-2 “波纹管式”设计方案结构示意图波纹管的材料为 316L 不锈钢，散裂靶的 3-1、表 3-2[48]：表 3-1 316L 钢材料参数/Gpa 泊松比 热导率 W/(m K) 线 0.28 - 0.28 15.8 0.28 18.4 0.28 - 0.28 19.8 0.28 - 表 3-2 T91 钢材料参数/Gpa 泊松比 热导率 W/(m K) 线 0.35 26

图 3-5 RG1.60 水平向加速度时程曲线图 3-6 RG1.60 竖直向加速度时程曲线锅式”和“波纹管式”两种设计方案介绍了铅基以及堆靶耦合连接方式，确定了保护气体氩气系式，为下一阶段的建模及结构-热耦合分析模

【参考文献】

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本文编号：2783915