核電站用堆芯補(bǔ)水箱設(shè)計(jì)分析與評(píng)定.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和能源體制的改革，清潔能源的應(yīng)用越來越廣泛。近年來，中國(guó)大部分地區(qū)爆發(fā)嚴(yán)重霧霾天氣，嚴(yán)重影響人民群眾健康。在能源領(lǐng)域最核心的防治措施就是要控制煤炭消費(fèi)總量，提高天然氣的使用量，大力發(fā)展核電、可再生能源等替代能源。核電與水電、風(fēng)電、太陽能發(fā)電相比，在改善環(huán)境質(zhì)量方面，具有明顯的優(yōu)勢(shì)。核電單機(jī)容量大，運(yùn)行穩(wěn)定，生產(chǎn)過程對(duì)環(huán)境基本上是零排放，改善環(huán)境的作用十分顯著。根據(jù)國(guó)家核電發(fā)展的長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃，未來幾年中國(guó)將安全高效大力發(fā)展核

2、能技術(shù)，以形成核電系統(tǒng)技術(shù)自主研發(fā)的能力。2007年，中國(guó)引進(jìn)了具有非能動(dòng)冷卻系統(tǒng)的第三代先進(jìn)壓水堆核電技術(shù)，依靠自然力來保證核電站的安全特性，把設(shè)置預(yù)防和緩解嚴(yán)重事故作為了設(shè)計(jì)核電站必須要滿足的要求，具有更好的安全性。從目前的核電發(fā)展情況來看，第三代核電技術(shù)已成為當(dāng)今國(guó)際上核電發(fā)展的主流。
　　目前，核電技術(shù)人員在充分利用已有技術(shù)和資源的基礎(chǔ)上，積極消化和吸收第三代核電技術(shù)，以加快自主化進(jìn)程。堆芯補(bǔ)水箱作為第三代先進(jìn)壓水堆核電技

3、術(shù)的非能動(dòng)冷卻系統(tǒng)中的一個(gè)重要部分，對(duì)其設(shè)計(jì)過程進(jìn)行深入的分析驗(yàn)證研究，為核電站的運(yùn)行提供安全保障具有重要意義。在堆芯補(bǔ)水箱的設(shè)計(jì)分析過程中，主要難點(diǎn)是需要對(duì)設(shè)計(jì)要求、設(shè)計(jì)瞬態(tài)和接口載荷要求，以及各種工況進(jìn)行充分考慮，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行計(jì)算和評(píng)定。通過結(jié)構(gòu)對(duì)比，本文選擇制造工藝較為簡(jiǎn)便的整體鍛造簡(jiǎn)體和封頭作為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案;針對(duì)壓力容器設(shè)計(jì)中常用的嵌入式接管的焊接變形和焊接裂紋等問題，在封頭上整體鍛造出接管嘴，實(shí)現(xiàn)接管對(duì)接焊的焊接形式;

4、針對(duì)堆芯補(bǔ)水箱短而粗的特殊結(jié)構(gòu)，選擇了柱式支承結(jié)構(gòu)。充分考慮其設(shè)計(jì)難點(diǎn)，并進(jìn)行詳細(xì)的常規(guī)設(shè)計(jì)研究。
　　針對(duì)堆芯補(bǔ)水箱的結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜，不能用解析法精確求解，本文通過用ANSYS軟件對(duì)殼體、進(jìn)口接管、出口接管、人孔座和支承柱等重要部位的受力進(jìn)行有限元分析，依據(jù)ASME設(shè)計(jì)規(guī)范，利用有限元計(jì)算的結(jié)果，對(duì)主要零件的應(yīng)力強(qiáng)度，按照各種工況進(jìn)行應(yīng)力限制判定，并進(jìn)行應(yīng)力強(qiáng)度線性化處理。分析結(jié)果驗(yàn)證了堆芯補(bǔ)水箱設(shè)計(jì)的合理性和科學(xué)性，并且該結(jié)果已