核電站用堆芯補水箱設計分析與評定.pdf

1、隨著科學技術的發(fā)展和能源體制的改革，清潔能源的應用越來越廣泛。近年來，中國大部分地區(qū)爆發(fā)嚴重霧霾天氣，嚴重影響人民群眾健康。在能源領域最核心的防治措施就是要控制煤炭消費總量，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、風電、太陽能發(fā)電相比，在改善環(huán)境質量方面，具有明顯的優(yōu)勢。核電單機容量大，運行穩(wěn)定，生產過程對環(huán)境基本上是零排放，改善環(huán)境的作用十分顯著。根據(jù)國家核電發(fā)展的長遠規(guī)劃，未來幾年中國將安全高效大力發(fā)展核

2、能技術，以形成核電系統(tǒng)技術自主研發(fā)的能力。2007年，中國引進了具有非能動冷卻系統(tǒng)的第三代先進壓水堆核電技術，依靠自然力來保證核電站的安全特性，把設置預防和緩解嚴重事故作為了設計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，第三代核電技術已成為當今國際上核電發(fā)展的主流。
　　目前，核電技術人員在充分利用已有技術和資源的基礎上，積極消化和吸收第三代核電技術，以加快自主化進程。堆芯補水箱作為第三代先進壓水堆核電技

3、術的非能動冷卻系統(tǒng)中的一個重要部分，對其設計過程進行深入的分析驗證研究，為核電站的運行提供安全保障具有重要意義。在堆芯補水箱的設計分析過程中，主要難點是需要對設計要求、設計瞬態(tài)和接口載荷要求，以及各種工況進行充分考慮，嚴格按照設計規(guī)范進行計算和評定。通過結構對比，本文選擇制造工藝較為簡便的整體鍛造簡體和封頭作為結構設計方案;針對壓力容器設計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，實現(xiàn)接管對接焊的焊接形式;

4、針對堆芯補水箱短而粗的特殊結構，選擇了柱式支承結構。充分考慮其設計難點，并進行詳細的常規(guī)設計研究。
　　針對堆芯補水箱的結構形狀復雜，不能用解析法精確求解，本文通過用ANSYS軟件對殼體、進口接管、出口接管、人孔座和支承柱等重要部位的受力進行有限元分析，依據(jù)ASME設計規(guī)范，利用有限元計算的結果，對主要零件的應力強度，按照各種工況進行應力限制判定，并進行應力強度線性化處理。分析結果驗證了堆芯補水箱設計的合理性和科學性，并且該結果已