海洋环境下核动力舰船涉核构件流固耦合分析

发布时间：2025-01-14 06:13

　　 为了校核海洋环境下核动力舰船涉核构件的结构安全性,以海洋核动力平台为例,对平台进行频时域水动力分析,得到船体重心处的六自由度运动统计值。采用远程位移法将船体运动传递到核反应堆和乏燃料水池,实现二者随船体一起运动的数值模拟。基于流固耦合效应,计算堆內燃料组件和乏燃料水池承受的结构载荷,通过对比分析随机运动对涉核构件结构安全的影响。结果表明,在四级海况下,考虑船体随机运动和液体晃荡后的涉核构件的结构载荷,相比船体静止状态成倍增大,同时考虑结构形式不同,燃料组件的结构载荷增大倍数比乏燃料水池更大。

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【部分图文】：

图1 船体水动力模型示意图

采用水动力学软件AQWA对平台进行频域和时域运动响应分析，船体网格划分如图1所示，共计23339个节点，7658个单元。软刚臂单点系泊装置模型如图2所示，采用tube单元，且压载水的重质等效为压载舱的壁厚，系泊腿两端节点与系泊支架、软刚臂之间能自由转动，软刚臂末端与塔架相连且....

图2 软刚臂单点系泊系统模型示意图

图1船体水动力模型示意图首先采用LINE模块对裸船体进行频域分析，得到船体重心运动RAO、附加质量和辐射阻尼等。然后采用DRIFT模块对平台整体进行时域分析，计算在不同工况下船体重心的六自由度运动响应时历曲线，进而得到运动统计值，如表2和表3所示，其中/两侧分别表示运动幅值和平....

图3 核反应堆示意图

基于平台设计方案，核反应堆模型如图3所示，主要包括支撑板构件和直管束构件两类[8]，前者包含的具体结构和参数如表4所示，其中高度以核反应堆底部中心为起点，而后者则包括控制棒导向管和燃料组件。控制棒导向管长度1443mm，外径109mm，壁厚10mm，数量25个，其上都分布....

图4 乏燃料水池示意图

乏燃料水池模型长12.05m，宽6.42m，高7.02m，包括清洗区、装罐区和贮存区。各区之间都设有隔板，如图4所示。其中装罐区与贮存区、贮存区与贮存区之间为有孔隔板，而清洗区与装罐区、清洗区与贮存区之间为无孔隔板。因此装罐区和贮存区都装有冷却剂且相互连通，而清洗区没有冷却....

本文编号：4026525