液態(tài)金屬冷卻反應堆主容器密封特性分析.pdf

1、液態(tài)金屬冷卻反應堆以其良好的安全性能、中子性能、熱工水力性能而成為第四代核能系統(tǒng)中重要發(fā)展方向。相比壓水反應堆，液態(tài)金屬冷卻反應堆一回路采用池式布局，以液態(tài)金屬作為冷卻劑，冷卻劑上方有覆蓋氣體。覆蓋氣體壓力較低是重要的系統(tǒng)安全性特征。液態(tài)金屬冷卻反應堆在正常工況，主容器內(nèi)氣壓為負壓;而在基準事故下，主容器內(nèi)部氣壓上升而轉(zhuǎn)變?yōu)檎龎骸Ｒ虼酥魅萜鞯拿芊庑枰哂袣怏w雙向密封能力以同時滿足內(nèi)部負壓強和正壓強的氣體密封要求。
　　本文根據(jù)液態(tài)

2、金屬冷卻反應堆主容器的覆蓋氣體雙氣壓模式這一特點，通過在主容器法蘭與項蓋法蘭之間布置雙通道金屬密封圈以實現(xiàn)雙向密封的功能。以典型液態(tài)金屬冷卻反應堆主容器密封為例，基于有限元方法，在ANSYS APDL中開展了液態(tài)金屬冷卻反應堆主容器的力學性能分析。再通過密封氣體泄漏率計算公式分別計算正常工況與典型事故工況的主容器密封氣體泄漏率，驗證了主容器密封結(jié)構的有效性。在此基礎上，本文開展了密封圈單個失效情況密封性能分析以及密封圈金屬包覆層的密封性

3、能影響分析。
　　分析結(jié)果顯示，液態(tài)金屬冷卻反應堆主容器氣體密封在正常工況與典型事故工況均能夠保持良好的密封性能:密封圈的彈性部分應力均未超過材料的屈服強度，密封圈彈性良好;密封氣體泄漏率在不同工況分別為7.86×10-6 mm3/s與3.21×10-4 mm3/s，均低于標準的10-3 mm3/s限值之內(nèi)。表明了基于氣體雙向流動密封要求的主容器氣體密封結(jié)構性能良好。在單個密封圈失效的情況下，主容器仍然保持良好的氣體密封，說明了液