核电站蒸汽发生器螺旋传热管的应力分析

发布时间：2021-05-25 18:50

　　在核电站中,蒸汽发生器的传热管是一回路压力边界中最薄弱的部分,一般蒸汽发生器传热管的壁厚只有1¹.2mm,因此运行核电站中的蒸汽发生器传热管破裂问题一直以来是一个很重要的安全问题。这是由于蒸汽发生器传热管破裂会导致放射性裂变产物释放以及冷却剂丧失事故。应力腐蚀以及微振磨损是传热管发生破损的最主要原因。本文主要利用ANSYS有限元软件对SMART蒸汽发生器传热管进行模态分析和热流固耦合分析,此外还对清华大学10MW高温气冷堆蒸汽发生器螺旋管道进行了热流固耦合分析,利用有限元软件分析螺旋传热管发生微振磨损和应力腐蚀的特性。SMART蒸汽发生器螺旋传热管壁厚为1.5mm,传热管二次侧流体激励会引起传热管振动,振动导致传热管与支撑板发生碰撞磨损,这是蒸汽发生器中传热管破损的重要原因之一。因此,为了保证核安全,对于管道的流致振动分析是十分必要的。而要做螺旋管的流致振动分析的基础是先要找出螺旋管结构的固有频率和振型。SMART反应堆的盒式蒸汽发生器中,支撑还有螺旋管的管型对螺旋管的稳定性起了很大的作用,利用ANSYS有限元软件经典界面Mechanical APDL对SMART... 

【文章来源】：华北电力大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：59 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 本文研究内容
    1.4 论文的创新点
第二章 有限元软件简介与理论
    2.1 有限元法概述
    2.2 ANSYS Mechanical APDL简介
    2.3 ANSYS Workbench简介
    2.4 模态分析简介
    2.5 热流固耦合分析简介
        2.5.1 耦合分析基础
        2.5.2 耦合基本方程
        2.5.3 流体控制方程
第三章 蒸汽发生器螺旋传热管的模态分析
    3.1 单元类型简介
    3.2 传热管的模态分析
        3.2.1 有限元分析方法
        3.2.2 有限元分析结果与讨论
    3.3 本章小结
第四章 蒸汽发生器螺旋传热管的热流固耦合分析
    4.1 热流固耦合分析数学模型
    4.2 SMART小型堆螺旋管的热流固耦合分析
        4.2.1 有限元分析方法
        4.2.2 结果与讨论
    4.3 清华大学10MW高温气冷堆螺旋管的热流固耦合分析
        4.3.1 有限元计算方法
        4.3.2 结果与分析
    4.4 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于流热固耦合的核电蒸汽发生器传热管热应力数值模拟[J]. 郑陆松,孙宝芝,杨元龙,杨柳.  原子能科学技术. 2014(01)
[2]蒸汽发生器传热管失效分析及防护措施[J]. 左军.  中国核电. 2012(04)
[3]韩国监管机构为一种小型堆设计颁发许可证[J]. 伍浩松,王政.  国外核新闻. 2012(08)
[4]U形管固有频率的有限元计算方法[J]. 吴皓,谭蔚,聂清德.  化工设备与管道. 2012(03)
[5]弯管段有支承时多跨U形管的固有频率[J]. 谭蔚,聂清德,吴皓.  石油化工设备. 2012(02)
[6]基于热流固耦合的换热器温差应力分析[J]. 谷芳,崔国起,黄劲松,秦竞蕊,张曼.  化工装备技术. 2011(06)
[7]HTR-10蒸汽发生器传热管束受力简化模型研究[J]. 徐宇,董建令.  核动力工程. 2011(S1)
[8]热-流-固耦合建模过程[J]. 党旭光,朱庆杰,刘峰,程雨.  岩土力学. 2009(S2)
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硕士论文
[1]基于热流固耦合注水地层及套管损坏分析[D]. 姜涛.东北石油大学 2011
[2]换热器管束流体弹性不稳定性的研究[D]. 尹泉.天津大学 2010
[3]镍基690合金蒸汽发生器传热管耐腐蚀性研究[D]. 乔培鹏.上海交通大学 2010
[4]蒸汽发生器传热管开裂失效分析及腐蚀机理研究[D]. 薛静.哈尔滨工程大学 2007



本文编号：3205833