脉冲筛板萃取柱的抗震安全分析

发布时间：2020-04-18 11:00

【摘要】：核安全一直是受到大家广泛关注的问题,自福岛核事故发生以来,核设备的抗震性能成为了许多学者研究的热点。对于乏燃料后处理设备来说我国目前还没有一个完善的设计和制造标准,因此后处理设备在面对地震发生时能否确保安全也需要更深入的研究。本论文通过ANSYS软件对核燃料后处理厂的设备脉冲筛板萃取柱进行了抗震安全全分析,使用有限元分析的方法获取了该设备在不同级别地震下的应力与形变结果,并根据法国RCC-M(中文名为称为压水堆核岛机械设备设计和建造规则)标准对结果进行校核,确定其抗震性能是否符合要求。具体工作内容如下:(1)使用ANSYS APDL模块建立了脉冲筛板萃取柱的完整有限元模型,并合理地进行了简化。该模型的主体是由上下澄清室、脉冲管以及管内筛板组成的,除此之外本论文还画出了外部支架,支架由多个支板、法兰与脉冲萃取柱相连。建模时忽略了萃取液溢流口、萃余液出口、脉冲接口以及取样口等直径小于50mm的接口,最终模型的单元总数达到286963。(2)根据该设备的运行工况以及安装方式,确定了需要施加的载荷以及约束。然后在相应的载荷组合下对该设备进行了静力结构分析,确定了该设备在设计工况下的应力与形变,并对其强度进行校核。选择合适的模态分析方法提取了前二十阶的固有频率与振型,本文列出了前八阶振型。(3)本文对脉冲筛板萃取柱在地震发生时的受力以及形变情况进行校核,接下来使用ANSYS动力学频谱分析模块分别在设备空载时(即非运行状态下)和满载时(即运行状态下)模拟计算出异常工况(OBE级别地震发生时)、和事故工况(SSE级别地震发生时)下所受的应力与发生的形变大小。将计算结果与RCC-M标准校核后发现,该设备的承压零部件应力、板式支撑件应力、线型支撑件应力、板式支撑件上的焊缝强度均符合规定。脉冲筛板萃取柱在OBE级别的地震发生时可正常运行,在SSE级别的地震发生时能够安全停止运行,另外通过应力计算结果可以看出整个设备最为薄弱的部分是脉冲管与上下澄清室相连接的位置。
【图文】：

图 3.1 脉冲筛板萃取柱整体几何模型 选定有限元单元的种类过 ANSYS 创建有限元模型，可以使用直接法或者是实体模型网格划分别介绍一下这两种方法。接法：首先建立节点，，接着通过节点建立单元，再通过多个单元构成一元模型。体模型网格划分法：先建立实体模型，然后使用网格划分的工具划分网元模型的创建。论文在脉冲筛板萃取柱的模型建立过程中采用了 5 种单元，分别为LL181）、梁单元（BEAM188）、实体单元（SOLID285）、接触单元（TANTA174），脉冲筛板萃取柱的主体是薄壳结构，符合壳单元的几何特征用 SHELL181 壳单元模拟脉冲筛板萃取柱的主体部分、支架以及支板。的梁使用梁单元（BEAM188）进行模拟，法兰使用实体单元（SOLID

节点数为 272553；BEAM188 单元的单元数为 728，节点数为 796；SOLID285单元的单元数为 32610，节点数为 9657；TARGE170 单元的单元数为 2664，节点数为480；CONTA174 单元的单元数为 5960，节点数为 6112。图 3.2 脉冲筛板萃取柱整体网格效果
【学位授予单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM623;TU352.11

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 王兴海;李世昌;陈靖;;脉冲萃取柱脉冲振幅在线测量方法[J];原子能科学技术;2009年02期

2 韩宾兵,邰德荣;屈尼(Kühni)萃取柱及其应用[J];化工进展;1998年03期

3 张柏青;;脉冲萃取柱研究进展[J];中国原子能科学研究院年报;2007年00期

4 景山;吴秋林;;脉冲萃取柱下澄清段的吹气法管道设计原则[J];原子能科学技术;2008年07期

5 江瑜;张忠信;胡之德;;用P350萃取柱色层法分离微量镓[J];分析试验室;1986年02期

6 谭龙华，吕宪蛟，陈文，陈鹰;金（Ⅲ）的反相萃取柱色层新体系研究及应用[J];黄金;1996年04期

7 景山;吴秋林;王悦云;;标准喷嘴板脉冲萃取柱脉冲振幅的在线测量[J];原子能科学技术;2008年04期

8 景山;吴秋林;王悦云;陈靖;;吹气对喷嘴板脉冲萃取柱脉冲振幅测量的影响[J];原子能科学技术;2007年05期

9 陈靖,徐世平,吴秋林,刘秉仁,邰德荣,宋崇立;吹气法在线测量脉冲萃取柱参数研究[J];原子能科学技术;2001年S1期

10 邰德荣;液－液萃取柱中分散相滴径分布的数学模拟[J];核科学与工程;1994年02期

相关会议论文 前3条

1 矫彩山;马海燕;马帅;;脉冲萃取柱存留分数的实验及CFD研究[A];中国核科学技术进展报告（第二卷）——中国核学会2011年学术年会论文集第5册（辐射防护分卷、核化工分卷）[C];2011年

2 侯洪国;矫彩山;马海燕;朱荣凯;;脉冲萃取柱传质性能的计算流体力学模拟[A];中国核科学技术进展报告（第二卷）——中国核学会2011年学术年会论文集第5册（辐射防护分卷、核化工分卷）[C];2011年

3 李少伟;张琦;景山;吴秋林;;萃取柱内液—液两相流CFD-PBM模拟研究进展[A];中国核科学技术进展报告（第二卷）——中国核学会2011年学术年会论文集第5册（辐射防护分卷、核化工分卷）[C];2011年

相关硕士学位论文 前10条

1 韩宇杉;脉冲筛板萃取柱的抗震安全分析[D];哈尔滨工程大学;2019年

2 王允;脉冲萃取柱流体流动和质量传递性能研究[D];哈尔滨工程大学;2012年

3 董建丽;三种C_（18）毛细管整体微萃取柱的应用[D];辽宁师范大学;2011年

4 宋琼;群体平衡模型模拟φ38脉冲萃取柱水力学行为[D];哈尔滨工程大学;2013年

5 谢庭亮;脉冲萃取柱水力学性能的实验与模拟研究[D];哈尔滨工程大学;2015年

6 王日腾;群体平衡模型模拟脉冲萃取柱水力学行为[D];哈尔滨工程大学;2014年

7 周晴晴;基于双欧拉方法的脉冲筛板萃取柱中液液两相流的数值实验与关联[D];哈尔滨工程大学;2014年

8 吴伟;ф50折流板脉冲萃取柱的水力学性能研究[D];清华大学;2005年

9 毕升;φ100折流板脉冲萃取柱水力学性能研究[D];清华大学;2006年

10 马海燕;脉冲筛板萃取柱存留分数研究[D];哈尔滨工程大学;2012年

本文编号：2632027