核电设备抗震试验与计算分析

论文摘要

本文从核电设备抵抗地震安全性展开,主要从核电设备的抗震性能理论计算分析和试验分析两个方面进行了研究。较为系统的阐述当今核电设备抗震设计理论技术和国内外规范标准对于核电设备物项分类方法,介绍了目前国外核电设备主要的试验方法,并论述每种试验方法过程和适用条件,并在此基础上,编写MATLAB生成人工地震试验波程序。并以典型核电设备核级风机为实例,借助现代大型有限元分析软件ANSYS建立该核级风机结构有限元分析计算模型,进行模态分析和反应谱分析,分析计算风机模型结构动叶片的变形、所有部件的最大应力值以及地脚螺栓安全性判断等结构抗震性能。通过核级风机设备抗震性能鉴定试验,详细阐述输入波的频谱特性,得出风机设备动态特性和关键部位在OBE/SSE地震模拟试验中的加速度反应,检验了该核级风机整体的抗震性能。通过风机设备有限元模型计算分析结果与试验的进行比较,提出了风机结构改进意见,并对二者结果的异同进行分析,揭示本次试验不足之处,得出对于复杂的核电设备,必须综合理论计算和试验分析,才能对核电设备抗震性能做一个较为合理的判断。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 我国核电发展情况
• 1.3 我国核电发展规划
• 1.4 核电安全与事故
• 1.5 本文研究主要内容
• 第2章 核电设备抗震设计理论与分析方法
• 2.1 核电厂地震设计及分析
• 2.2 设计地震
• 2.2.1 二级地震设计方法
• 2.2.2 运行基准地震（OBE）
• 2.2.3 安全停堆地震（SSE）
• 2.2.4 运行基准地震（OBE）与安全停堆地震（SSE）
• 2.2.5 地震作用的输入形式
• 2.3 物项分级
• 2.3.1 美国物项分级
• 2.3.2 法国物项分级
• 2.3.3 日本核电厂物项分类
• 2.3.4 国际原子能机构的物项分级
• 2.3.5 中国物项分类
• 2.4 抗震分析计算方法
• 2.4.1 分析系统的确定
• 2.4.2 数学计算模型
• 2.4.3 计算方法
• 2.4.4 阻尼
• 2.4.5 应力分析
• 2.5 核电设备抗震
• 2.5.1 地震作用
• 2.5.2 作用效应组合
• 2.5.3 地震作用效应计算
• 2.6 小结
• 第3章 核电设备抗震试验方法
• 3.1 概述
• 3.2 动态特性探查试验
• 3.2.1 设备底座激励的共振探查试验
• 3.2.2 阻抗法共振探查试验
• 3.2.3 共振探查试验数据使用
• 3.3 抗震性能试验
• 3.4 抗震试验激励输入方向
• 3.4.1 单轴抗震试验
• 3.4.2 双轴抗震试验
• 3.4.3 三轴抗震试验
• 3.4.4 相互独立运动时程
• 3.5 抗震试验激励输入地震波频率
• 3.5.1 单频波法
• 3.5.2 多频波法
• 3.6 抗震试验激励试验波时程与其反应谱
• 3.6.1 生成人工地震波的方法与过程
• 3.6.2 在时域频域计算反应谱计算反应谱
• 3.7 类似设备外推法
• 3.8 小结
• 第4章 核级风机抗震性能试验与分析
• 4.1 前言
• 4.2 核级风机结构概况
• 4.3 ANSYS有限元模型理论分析
• 4.3.1 核级风机有限元计算模型
• 4.3.2 核级风机模型模态分析
• 4.3.3 核级风机模型反应谱法分析
• 4.4 核级风机抗震性能试验分析
• 4.4.1 核级风机的安装固定与测点布置
• 4.4.2 核级风机试验的激励输入
• 4.4.4 核级风机抗震鉴定试验
• 4.4.5 核级风机抗震试验的试验结果
• 4.5 理论计算分析与试验比较
• 4.5.1 动力特性对比分析
• 4.5.2 地震反应对比分析
• 4.6 小结
• 第5章 结论和展望
• 5.1 结论
• 5.2 进一步工作的方向
• 致谢
• 参考文献
• 个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果