| 题名 | 主蒸汽隔离阀的抗震裕度分析 |
| 作者 | 陈栋然 |
| 答辩日期 | 2019 |
| 导师 | 俞树荣 |
| 关键词 | 主蒸汽隔离阀 抗震裕度 直接法 超设计基准地震 易损性分析 |
| 学位名称 | 硕士 |
| 英文摘要 | 2001年日本福岛核电安全事故发生后,人类对核电站的抗震能力要求不再局限于设计基准抗震能力,世界上所有国家都开始对新建核电站超设计基准地震下的抗震能力进行安全评估,并且对现有在役核电站的抗震能力重新进行安全评估。其中主蒸汽隔离阀作为核电站第三道反应堆压力边界屏障,当发生超设计基准事故时,主蒸汽隔离阀能够保持其结构完整性,对整个核电系统的安全性至关重要。基于国内外核电厂抗震裕度评估方法研究的基础上,本文以国产DN800口径的主蒸汽隔离阀为研究对象,对其进行抗震裕度分析。具体研究内容如下:(1)介绍了研究主蒸汽隔离阀抗震裕度的背景和意义以及两种常用的抗震裕度评估方法,重点阐述了易损性分析方法的原理,推导了易损性模型能够用双对数正态分布模型来进行易损性分析,总结了核级阀的易损性分析流程,并且对抗震分析方法进行了简单介绍。(2)利用有限元软件ANSYS Workbench对主蒸汽隔离阀进行模态分析以了解其动力特性,得到主蒸汽隔离阀在开启(设计基准地震期间)和关闭状态(超设计基准地震期间)下的第一阶固有频率均大于33Hz,因而采用等效静力法来计算主蒸汽隔离阀的地震响应。分别基于压力面积法和等效线性化方法对主蒸汽隔离阀阀体进行了分析校核,对比计算结果,发现两种方法计算结果基本吻合,证明等效线性化方法可以有效快速的进行应力分类。(3)基于应力分类法和直接法对主蒸汽隔离阀进行地震响应分析,比较这两种分析设计方法的分析过程,直接法不仅可以避免应力分类的困难,而且可以获得更优的结果,此外它可以更真实的反映在载荷组合作用下的失效过程,因此建议使用直接法进行分析设计。在分析过程中发现,随着加速度的放大,主蒸汽隔离阀在不同工况下的抗震薄弱点是不同的,最终确定在超设计基准地震工况下的抗震薄弱点为支架部位。由于两种方法中材料的本构关系不一样,得到主蒸汽隔离阀的极限抗震能力也不相同,通过直接法5%最大主应变得到的结果要比应力分类法最大应力比得到的结果更加真实。(4)利用抗震裕度评估中的易损性分析方法对主蒸汽隔离阀进行了抗震裕度计算,用置信度和失效概率的概念来量化表达主蒸汽隔离阀抗超设计基准地震的能力。对每个易损性变量分别进行了量化分析,计算得到主蒸汽隔离阀在95%置信度、5%失效概率下的抗震能力约为设计加速度值的两倍,这表明主蒸汽隔离阀具有比较大的安全余量。在此基础上绘制了主蒸汽隔离阀在弹性失效模式下不同置信水平的易损性曲线,通过易损性曲线可以预测发生大地震时主蒸汽隔离阀的失效概率,并且可以为降低驱动执行机构的设计难度提供参考。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 67 |
| URL标识 | 查看原文 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/95236]  |
| 专题 | 兰州理工大学 |
| 作者单位 | 兰州理工大学 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 陈栋然. 主蒸汽隔离阀的抗震裕度分析[D]. 2019. |
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