核主泵地震譜響應及轉子臨界轉速分析.pdf

1、核反應堆冷卻劑泵(簡稱核主泵)是核島唯一不間斷動力源，需要有60年超長使役時間，并經(jīng)受各種極端工況考驗。因此為保證其安全性，尤其確保核主泵在地震期間或期后其結構和功能的完整性，需要對核主泵進行抗震分析。此外，為避免因轉子劇烈振動發(fā)生的嚴重事故，需要對核主泵轉子進行臨界轉速分析?？拐鸱治龅难芯繉ο鬄?00MW核電站中軸封式核主泵，本文首先采用三維實體建模軟件INVENTOR建立核主泵的三維實體模型，再將簡化的模型導入有限元分析軟件ANSY

2、S中，靈活運用ANSYS的前處理功能和有限元單元特性，建立了比質(zhì)點系模型更加接近實際的三維實體有限元動力學模型，對該模型進行模態(tài)分析，得到核主泵前13階固有頻率及相應振型，在模態(tài)分析的基礎上，采用反應譜法對核主泵分別進行三正交方向、多角度下的地震響應分析，得到了OBE和SSE地震載荷以不同輸入角度時核主泵的位移和應力響應情況，結果表明在輸入角度為90°時響應值最大，因此核主泵在廠房中的安裝角度應避免發(fā)生在90°附近，此外，本文分析了在最

3、大響應時轉子的撓度，分析結果表明轉子在地震載荷下的相對偏移量小于運行間隙，不會發(fā)生卡轉子事故或出現(xiàn)轉子與靜止部件磨損情況。對軸封式核主泵進行了靜力學分析，綜合考慮了溫度載荷、自重載荷、接管載荷和內(nèi)壓，分析所得到的應力和位移峰值與地震下的應力和位移峰值進行絕對值相加，如此保守計算得到了異常工況、設計工況和極限事故工況下核主泵的位移和應力變化情況，結果按照ASME III卷NB分卷進行安全評定，評定結果滿足規(guī)范要求，因此可以認為核主泵在地震

4、期間或期后能夠保證其結果和功能的完整性。對轉子進行臨界轉速研究，建立簡單的轉子系統(tǒng)，考慮有水和無水兩種情況，采用ANSYS-WORKBENCH模擬分析了轉子的干濕臨界轉速，并且與試驗對比，誤差在允許范圍內(nèi)，說明了該模擬分析方法的準確性。本文研究并掌握了三維實體核主泵抗震分析和濕臨界轉速的研究方法，進行了軸封式核主泵地震響應分析，其結果為核主泵的結構完整性及可運行評價提供依據(jù)，為核主泵在泵廠房中的安裝角度評價提供參考，為核主泵的疲勞壽命分