核反应堆贮液容器的抗震分析

贮液容器的抗震计算一直是核设备抗震分析中的一个难点，这主要是由于容器内的液体在地震动的作用下会产生很大的动液压力，这种动液压力可能成为容器应力的主要来源。对于这类结构－液体耦合振动问题，以往人们是通过理论分析得到一些简化计算的结果，但不能满足设计上的需要；近年来发展成熟的有限元技术对于结构应力计算十分有效，但对于流固耦合问题，目前尚未成熟。本文介绍了一种针对结构－液体耦合振动问题的实用算法，它是将动液压力的理论分析与结构的有限元数值计算结合起来，为贮液容器的抗震计算提供了一条新的思路。     

储液容器跌落事故的有限元分析

考虑了流固耦合效应在储液容器跌落分析中的作用,采用耦合欧拉-拉格朗日(CEL)方法模拟液体在储液容器跌落过程中的惯性效应以及液体对容器所产生的侧向液动压力,综合考虑了流固耦合效应对储液容器跌落过程中容器本身的变形和动态响应的影响。结果表明,该方法可以较为准确地评价容器的安全性和结构设计的合理性,也为同类结构的设计评价提供参考。     

核电厂应急补水箱(ASG)地震响应对比分析

随着计算机性能的提升和数值计算方法的发展,流固耦合相互作用分析方法越来越多的用于工程中大型储液容器的抗震分析工作。但在实际应用中发现,流固耦合方法和集中质量-弹簧模型方法进行抗震分析得到的流体晃动振型、振型有效质量和容器壁面应力分布等数据存在明显差异。本文,针对核电厂储液容器的地震响应问题,详细比较了两种方法计算结果的差异,分析了流体晃动振型、振型有效质量和容器壁面应力分布存在差异的原因。     

储罐等效力学简化模型的研究

为保证储罐抗震设计的合理性,对基于刚性壁理论和柔性壁理论的Housner和Haroun-Housner两种等效液动效应力学简化模型进行比较。使用ANSYS有限元软件建立2种不同尺寸储罐的液固耦合模型,进行模态分析和地震反应谱分析,将2种简化模型理论计算结果与有限元模型计算结果进行比较。分析结果表明:2种简化模型理论中储液一阶晃动频率与有限元模型数值解相符;Haroun-Housner模型理论中一阶耦联频率的公式解具有比较高的精确度;对于刚性储罐,2种简化模型与液固耦合有限元模型计算结果都比较接近;对于柔性储罐,Haroun-Housner模型与液固耦合有限元模型计算结果比较接近。通过对比发现,对柔性储罐采用Housner模型进行设计是不保守的,应采用基于容器弹性变形假设的Haroun-Housner模型。     

考虑流-固耦合效应的含液容器动力响应有限元分析方法

以圆柱形含液容器振动为例,比较流-固耦合有限元方法与理论解的计算结果,分析有限元方法的适用性。结果证明,流-固耦合有限元方法能够准确有效地计算含液结构的振动特性与动力响应问题,可以利用有限元模型预测复杂流-固耦合结构的动力特性并对其进行地震时程分析。     

基于势流体的核反应堆贮液容器动力特性分析

由于流-固耦合计算规模十分庞大,很少在工程中应用.本文采用势流体函数理论,将流-固耦合特征值方程的耦合项通过势函数联系,流体流动的非线性连续性方程可简化为线性椭圆方程,大大地缩减了流-固耦合计算的规模.通过实际的算例验证表明,采用基于势流体的流-固耦合方法求解贮液容器动力问题是十分高效的,适合在核反应堆工程中推广运用.     

混合能谱超临界水堆堆芯热工-物理性能分析

针对一种新型的超临界水堆设计方案——混合能谱超临界水堆（SCWR-M）进行分析。混合能谱超临界水堆包括热谱区和快谱区两部分，分别布置在堆芯的外部与内部。它在继承了热谱与快谱超临界堆芯设计优点的同时，有效地克服了两者的不足。对于热谱区，冷却剂与慢化剂同向流动，大幅降低了燃料包壳的表面温度和组件的机械加工难度;对于快谱区，采用多层燃料组件和较大的栅距棒径比p/d，可得到较高的燃料转换比和较小的冷却剂负反应性系数。本工作采用自主开发的基于子通道分析和三维物理计算的耦合程序，对混合能谱超临界水堆的热工性能和中子物理性能（包括燃耗性能）进行研究。初步的耦合分析结果表明了混合能谱超临界水堆设计方案的可行性。     

质量-弹簧模型在储液容器抗震分析中的应用

核电厂有很多储液容器,对这些储液容器进行抗震分析时,液体的晃动可明显改变容器的质心和转动惯量等一些力学参数,因此,液体晃动对设备造成的载荷是不可忽略的。质量-弹簧模型是Housner理论和ASCE-4-98规范中对储液容器在地震作用下承受的液动压力给出的简化计算模型。本工作依据Housner理论和ASCE-4-98规范,对储液容器和容器内液体建立了三维质量 弹簧有限元模型,并据此计算了核电厂的储液容器在承受水平地震载荷时液体的作用力。将计算得到的液体频率结果及对流液体对容器的作用结果与应用公式计算的结果进行比较表明,三维有限元模型的计算结果是合理、可靠的。与ASCE-4-98规范相比,将质量 弹簧模型应用到三维有限元模型中,可直接从地震输入的模型中得到板壳元或三维实体有限元上位移和应力分布结果,这样更为直观方便。     

启明星1#装置快热分界面的中子能谱实验测量与理论计算

加速器驱动的快-热包层耦合次临界装置--启明星1#内的中子能谱对于验证系统设计具有重要意义.采用多箔活化法测量了启明星1#装置内快谱区与热谱区分界面上的中子能谱,利用SAND-Ⅱ及MIST程序进行解谱.同时,采用MCNP程序,通过完全真实三维模拟加速器中子源、快-热耦合包层及反射层情况,得到理论计算谱,并作为活化法解谱的初始输入谱.将实验测量结果与理论计算结果进行比较,二者一致,从而验证了理论计算的正确性.     

楼层反应谱插值计算及比较

一般工程中,只给出了对应有限个阻尼比的反应谱值,其他阻尼比所对应的反应谱值没有明确给出,而实际抗震分析过程中需要这些反应谱值作为输入数据。所以,有必要对这些阻尼比对应的反应谱值进行补充,以便在抗震分析中应用。对于没有明确给出的反应谱值,可通过插值方法得到,反应谱