控制棒下落过程分析

发布时间：2021-03-23 12:31

　　控制棒是反应堆应急机构中十分重要的组件。事故发生时,控制棒的顺利下落能够及时停堆,防止事故的进一步扩大。因此,研究控制棒的下落规律是极其必要的。本文通过理论与仿真两种方法对控制棒的竖向下落过程进行研究。首先,基于伯努利方程建立了描述导向管内流动的流线方程,结合流量守恒方程和竖向下落方程,对下落过程进行了理论求解。然后,采用动网格技术及UDF编译技术,实现了控制棒的下落过程仿真。最后,采用有限元方法建立了控制棒的横向振动方程,通过UDF编译实现了结构-流体的数据交互,分析了控制棒横向振动对下落过程的影响。理论与仿真的竖向下落结果显示:基于2D、3D模型,理论与仿真获得的控制棒竖向下落力学行为基本一致;基于3D模型理论计算获得的各参数对下落过程的影响规律与2D仿真获得的影响规律基本相同,可见2D模型的仿真计算能够捕捉到较为完整的控制棒下落力学行为。考虑控制棒横向偏移的下落结果显示:在本文参数下,横向偏移对下落过程的影响并不明显。因此,后续考虑横向振动的下落仿真中,采用无偏移的附加质量系数代替有偏移的附加质量系数是可行的。考虑控制棒横向振动的下落计算显示:与不考虑横向振动的下落结果相比,控制... 

【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
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第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 反应堆落棒过程的研究现状
    1.3 本文研究的主要内容
        1.3.1 控制棒的竖向下落研究
        1.3.2 考虑控制棒横向偏移的下落过程研究
        1.3.3 考虑控制棒横向振动的下落过程研究
第2章 控制棒竖向下落过程的理论计算
    2.1 计算模型的简述
    2.2 控制棒竖向下落运动方程
    2.3 流量分析及流体阻力计算
        2.3.1 加速段流量分析
        2.3.2 减速段流量分析
        2.3.3 沿程水力损失系数计算
    2.4 下落过程的求解
    2.5 计算结果分析
        2.5.1 竖向下落过程分析
        2.5.2 竖向下落变参数分析
    2.6 本章小结
第3章 控制棒竖向下落过程的仿真计算
    3.1 基于3D模型的竖向下落仿真分析
        3.1.1 模型简述
        3.1.2 动网格技术
        3.1.3 竖向下落UDF编写
        3.1.4 流场设置
        3.1.5 3D模型仿真结果
    3.2 基于2D模型的竖向下落仿真分析
        3.2.1 模型简述
        3.2.2 动网格技术
        3.2.3 竖向下落UDF编写
        3.2.4 2D模型仿真结果
    3.3 基于2D模型的仿真变参数分析
        3.3.1 控制棒质量对下落过程的影响
        3.3.2 侧壁出流孔直径对下落过程的影响
        3.3.3 底部肩胛孔直径对下落过程的影响
    3.4 本章小结
第4章 考虑控制棒横向偏移的下落过程研究
    4.1 模型简述
    4.2 附加质量系数计算
    4.3 仿真结果分析
    4.4 本章小结
第5章 考虑控制棒横向振动的下落过程研究
    5.1 结构运动有限元理论
        5.1.1 Euler-Bernoulli梁单元
        5.1.2 横向振动方程建立
        5.1.3 分布流体力的等效
    5.2 碰撞与摩擦
    5.3 UDF编写
    5.4 结果分析
        5.4.1 控制棒下落趋势分析
        5.4.2 控制棒竖向流体力分析
        5.4.3 控制棒横向振动与碰撞摩擦
        5.4.4 流场分析
    5.5 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 不足与展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果
攻读硕士学位期间参与的科研项目


【参考文献】：
期刊论文
[1]控制棒驱动机构运动过程的联合数值仿真研究[J]. 魏乔苑,张飞,吴和北,刘言午,赵毛毛,李跃忠.  核动力工程. 2018(05)
[2]控制棒驱动线缓冲结构碰撞缓冲过程分析方法[J]. 颜达鹏,杜华,刘佳,段春辉,朱紫豪.  核动力工程. 2017(S2)
[3]海洋条件下控制棒驱动线落棒行为动力学仿真研究[J]. 朱紫豪,彭航,罗英,刘佳,杜华.  核动力工程. 2017(S2)
[4]基于动网格技术的超临界水冷堆控制棒落棒及缓冲分析[J]. 肖聪,罗英,张宏亮,刘晓,杜华,黄可东,莫超.  核动力工程. 2017(S2)
[5]CSR1000控制棒落入堆芯三维瞬态分析[J]. 王连杰,张知竹,陈炳德,姚栋,卢迪,赵文博.  原子能科学技术. 2017(12)
[6]控制棒水压驱动系统落棒减速性能实验研究[J]. 秦本科,李磊实,薄涵亮.  原子能科学技术. 2017(11)
[7]控制棒水压驱动系统落棒减速部件三维流场分析[J]. 李磊实,秦本科,薄涵亮.  原子能科学技术. 2017(10)
[8]控制棒定位隔板局部水力损失系数的数值计算[J]. 丁绍军,王琳,杨翊仁.  重庆理工大学学报(自然科学). 2017(10)
[9]核反应堆控制棒驱动机构落棒历程计算[J]. 马兴奎,董冠华,殷鸣,殷国富,陈辉.  核动力工程. 2017(03)
[10]控制棒驱动机构步跃提升碰撞的动力学建模[J]. 陈成,刘锦阳,许艳涛,谢永诚.  计算力学学报. 2017(03)

硕士论文
[1]穿梭艇性能特征与船型优化[D]. 魏成柱.上海交通大学 2013



本文编号：3095797