乏燃料转运容器等效跌落分析方法及应用

核电厂乏燃料干法贮存系统转运容器厂内运输的跌落冲击动力学仿真分析非常耗时,不满足设计初期结构尺寸快速迭代优化的设计需求。通过研究目标硬度模型计算原理,获得等效跌落加速度理论计算方法,并将等效跌落加速度作为载荷输入,开展静力仿真分析,实现等效跌落分析。选取两组不同跌落参数,使用ANSYS/LS-DYNA建立全尺寸模型,开展跌落动力学仿真分析,提取跌落加速度时程曲线峰值加速度,与理论计算结果基本一致,验证其可靠性。采用该方法对转运容器局部结构开展等效跌落分析和优化,初步确定其重要尺寸参数,指导结构设计。     

基于ANSYS/LS-DYNA的核废物包装钢筒的跌落仿真分析

以显式动态有限元理论为基础,借助成熟的有限元分析软件LS-DYNA对核废物包装钢筒进行了试验前期的跌落分析。作者根据相关技术标准的要求设计了低、中水平放射性固体废物包装钢筒,并用ANSYS做前处理建立了钢筒的有限元模型,按照要求对钢筒水平着地、钢筒底部某一点着地和钢筒顶盖某一点着地三种姿态进行跌落冲击分析,调用LS-DYNA求解器ls970进行了求解,最后用LS-PREPOSTD做了后处理,并对仿真计算的结果进行了分析,通过分析可以得出钢筒发生碰撞时的受力、位移、变形和吸能等情况,从而为钢筒的优化设计以及后续的试验情况提供依据。     

放射性物质运输容器的跌落冲击分析方法

在放射性物质的运输过程中,安全问题至关重要。放射性物质运输审查过程中,运输容器能承受跌落冲击分析是非常重要的内容。本文采用LS-DYNA显式瞬态分析软件,对放射性物质运输容器的跌落冲击分析方法进行了研究。分别考虑了三种跌落方式:水平跌落、垂直跌落和倾斜跌落。针对分析结果,提出了一种按照ASME疲劳相关规范对放射性物质容器进行冲击应力评定的方法。根据该方法,可判断放射性物质运输容器是否满足强度设计的要求。通过分析,该放射性物质运输容器能满足强度设计的要求。     

放射源跌落冲击响应谱仿真与分析

采用冲击响应谱改进的递归数字滤波法,基于有限元模拟仿真,对密封放射源跌落冲击响应谱(SPS)进行研究。分析放射源包壳不同测点位置、跌落姿态以及跌落高度的最大加速度冲击响应谱特点及规律。结果表明,跌落冲击响应谱能够确定放射源结构在跌落冲击中存在的共振响应,准确计算共振产生放大效应的损伤势,可为放射源结构的抗冲击设计及优化提供依据。     

设备跌落分析报告

依据《放射性物质安全运输规定》（GB11806--89）、IAEA《放射性物质安全运输条例》（TS-R-1）、《ASME锅炉和压力容器规范》第Ⅲ卷第一册附录，对设备进行自由跌落分析与评定。设备跌落到地面的速度为53m／s。跌落分析采用ANSYS有限元程序LS—DYNA模块完成。LS—DYNA是以显式为主、隐式为辅的通用非线性动力分析有限元程序。跌落分析时，采用壳元模拟容器壁，其它的质量采用质量单元模拟，目标面采用三维结构实体单元模拟。     

乏燃料容器跌落事故分析与改进措施研究

国内核电厂普遍采用“容器浸没法”进行乏燃料外运,客观上无法完全消除乏燃料容器跌落风险。对乏燃料容器跌落事故后的放射性后果进行了分析计算,并对如何保证容器跌落后的完整性或实现容器完整性破损后放射性物质的包容进行了分析研究,提出了一系列缓解乏燃料容器跌落后果的改进措施,以降低放射性物质超限释放的风险,对于提升核电厂的乏燃料吊装操作安全具有积极指导意义。     

新燃料元件运输容器跌落试验的有限元分析

新燃料元件运输容器使用了多种非金属材料来实现减振、防火等功能。本文利用ANSYS/LS-DYNA程序进行运输容器1.2 m自由下落试验的有限元分析。首先,根据材料力学试验数据确定金属材料以及非金属材料的材料模型和材料常数。其次,建立规模恰当的有限元模型,设置接触边界条件,确定适用于非金属材料的沙漏参数。最终,完成多种跌落角度自由下落试验的有限元分析,确定1.2 m自由下落试验的试验方案。计算结果表明,设计的新燃料元件运输容器满足美国机械工程师协会(ASME)规范BPVC-III的强度要求。     

YG-1型运输容器跌落分析与结构优化

利用ANSYS/LS-DYNA程序进行了YG-1型运输容器9 m动态压碎试验的显示动力学分析。根据材料力学试验确定金属材料和非金属材料各项参数,建立合理的有限元模型进行模拟。初步计算结果表明,箱盖上的角钢结构不利于碰撞能量的吸收,导致燃料元件应力过大,不满足ASME规范BPVC-Ⅲ的强度要求。经过对容器防撞结构的重新设计,最终使YG-1型运输容器设计满足ASME规范强度要求。     

乏燃料贮运吊篮模拟设计

针对乏燃料贮运吊篮高径比较大的结构特点和厂房内运输乏燃料组件的功能要求,开展相关力学安全分析。通过数值模拟进行各工况的分析评估,初步提出结构优化思路,作为实验样机制造的依据,随之结合吊篮流固耦合、抗震实验以及吊篮跌落、倾覆实验的实验结果对数值模拟方法进行验证,比对实测数据和计算结果用于进一步优化计算模型、得到安全准确的力学评估,为吊篮在实际工程应用和规模化生产提供技术支持。     

屏蔽板防控制棒驱动机构飞射物冲击研究

采用ANSYS/LS-DYNA的流固耦合算法,对防飞射物屏蔽板在行程套管和驱动杆等组件撞击下的力学性能进行分析,对屏蔽板的受力情况进行校核。冲击分析表明,屏蔽板边缘位置受到撞击比中心位置受到撞击更危险。校核屏蔽板边界位置受到撞击时,其应力强度超出屈服应力,产生了局部塑性。采用应变校核时屏蔽板还有很大的裕量,其不会被击穿,能保持完整性以防止控制棒飞出影响其他部件。     

非线性束流动力学统一的任意阶正则象差理论

采用张量代数，用严格的分析方法获得普遍的非线性Ｈａｍｉｌｔｏｎ方程任意阶近似解析解，从而建立非线性束流动力学统一的任意阶正则象差理论，并对正则象差系数所满足的辛条件进行了讨论。     

从大亚湾核电站“T5”事件看ASSET运行事件评价指南

简要介绍了国际原子能机构安全重大事件评价队（ＡＳＳＥＴ）的评价方法，以及大亚湾核电站“Ｔ５”事件（控制棒落棒时同异常 ）的原因和纠正措施，并应用该方法对其进行了评价，指出了该评价方法在实际应用中所表现出来的一些优点及其局限性。     

核电站用DN350爆破阀剪切盖的动力学分析

第3代非能动核电站中引入了DN350爆破阀。爆破阀设计中需要计算开阀所需的活塞动能,以确定合适的火药量。使用LS-DYNA程序对活塞撞击切断剪切盖端板过程进行动态仿真计算。计算中建立多部件模型,材料模型考虑应变率影响及失效,应用动态松弛加载内压和螺钉预紧力,建立缓冲组件的等价材料模型,并合理设置接触。计算得到动能,速度和阀体载荷等结果。活塞速度与试验结果吻合较好。计算方法和模型可用于阀门结构的设计及定型。     

Drop and fire testing of spent fuel and HLW transport casks at ‘BAM Test Site Technical Safety’

Abstract

BAM, as a competent German government institute for the mechanical and thermal testing of radioactive material transport and storage containers, operates unique drop and fire test facilities for experimental investigations on the open air BAM Test Site Technical Safety. To be able to perform even drop tests with full scale spent fuel or HAW casks (i.e. the German CASTOR cask designs), BAM constructed in 2004 a large drop test facility capable to handle 200 ton test objects, and to drop them onto a steel plate covered unyielding target with a mass of nearly 2600 ton. Drop test campaigns of the 181 ton GNS CONSTOR V/TC, the 129 ton MHI MSF-69BG and a 1∶2 scale model of the GNS CASTOR HAW28M (CASTOR HAW/TB2) have been performed since then. The experimental BAM drop testing activities can be supported also by drop testing of smaller packages (up to 2 ton) in an in-house test facility and by dynamic, guided impact testing of package components and material specimen inside a new drop test machine. In May 2008, a new modern fire test facility was put into operation. The facility provides two test stands fired with liquid propane. Testing in every case has to be completed by computational investigations, where BAM operates appropriate finite element modelling on appropriate computer codes, e.g. ABAQUS, LS-DYNA, ANSYS and other analytical tools.     

秦山第二核电厂功率变化前后硼浓度突降现象的原因分析

硼浓度对反应堆机组的安全稳定运行起着至关重要的作用。从反应性平衡的角度对硼浓度突降现象进行了分析和解释。结果表明,毒物的动态变化是影响硼浓度运行偏离理论计算的主要因素。此分析结果对在役核电厂反应堆运行期间的硼浓度运行有很好的借鉴和指导作用。     

铀/钚分离过程中无盐试剂的氧化还原动力学研究进展

总结了铀/钚分离过程中应用的无盐试剂,包括羟胺及衍生物、四价铀、醛衍生物、肼、脲衍生物和氧肟酸等,总结了这些试剂作为铀/钚分离过程中四价钚的还原剂的动力学和热力学性能基础上,对相关试剂在Purex流程中的工业应用前景进行了分析,认为新型络合还原剂乙异羟肟酸和氨基羟基脲应用于铀中低浓钚的分离有良好的应用前景。