新燃料元件运输容器跌落试验的有限元分析

新燃料元件运输容器使用了多种非金属材料来实现减振、防火等功能。本文利用ANSYS/LS-DYNA程序进行运输容器1.2 m自由下落试验的有限元分析。首先,根据材料力学试验数据确定金属材料以及非金属材料的材料模型和材料常数。其次,建立规模恰当的有限元模型,设置接触边界条件,确定适用于非金属材料的沙漏参数。最终,完成多种跌落角度自由下落试验的有限元分析,确定1.2 m自由下落试验的试验方案。计算结果表明,设计的新燃料元件运输容器满足美国机械工程师协会(ASME)规范BPVC-III的强度要求。     

放射性物质运输容器的跌落冲击分析方法

在放射性物质的运输过程中,安全问题至关重要。放射性物质运输审查过程中,运输容器能承受跌落冲击分析是非常重要的内容。本文采用LS-DYNA显式瞬态分析软件,对放射性物质运输容器的跌落冲击分析方法进行了研究。分别考虑了三种跌落方式:水平跌落、垂直跌落和倾斜跌落。针对分析结果,提出了一种按照ASME疲劳相关规范对放射性物质容器进行冲击应力评定的方法。根据该方法,可判断放射性物质运输容器是否满足强度设计的要求。通过分析,该放射性物质运输容器能满足强度设计的要求。     

基于ANSYS/LS-DYNA的核废物包装钢筒的跌落仿真分析

以显式动态有限元理论为基础,借助成熟的有限元分析软件LS-DYNA对核废物包装钢筒进行了试验前期的跌落分析。作者根据相关技术标准的要求设计了低、中水平放射性固体废物包装钢筒,并用ANSYS做前处理建立了钢筒的有限元模型,按照要求对钢筒水平着地、钢筒底部某一点着地和钢筒顶盖某一点着地三种姿态进行跌落冲击分析,调用LS-DYNA求解器ls970进行了求解,最后用LS-PREPOSTD做了后处理,并对仿真计算的结果进行了分析,通过分析可以得出钢筒发生碰撞时的受力、位移、变形和吸能等情况,从而为钢筒的优化设计以及后续的试验情况提供依据。     

基于光滑粒子与有限元耦合算法的放射性废液运输容器跌落分析

基于光滑粒子和有限元耦合算法,利用显式动力学分析软件LS-DYNA,对装载放射性废液的车载式废树脂接收装置在三种不同跌落方式下的跌落冲击过程进行了数值分析。以装置水平跌落为典型算例,对其在跌落过程中所受的动态激励、装置的压力变化和装置的应力状态进行了分析。结果表明,光滑粒子和有限元耦合算法对于解决装载放射性废液的运输容器在跌落冲击过程中流固耦合问题是有效的。同时,基于有限元分析结果,提出了一种按照RCC-M《压水堆核岛机械设备设计和建造规则》等规范对放射性物质运输容器跌落冲击过程进行应力强度评定的方法,并依据该方法对装置的结构强度进行了评定,结果显示装置在三种不同跌落方式下的应力强度均满足要求。     

乏燃料运输容器二维辐射屏蔽优化分析

智能辐射屏蔽优化设计软件平台是基于遗传算法程序和一维离散纵标程序ANISN而开发的一维多目标屏蔽优化程序。使用该程序对乏燃料运输容器进行辐射屏蔽优化设计,构建了乏燃料运输容器多目标优化辐射屏蔽设计的计算模型,对乏燃料运输容器重量和外部剂量率进行了优化计算,并使用蒙特卡罗程序MCNP/4C进行校核计算。优化后乏燃料运输容器重量为原来的81.1%,剂量率下降到原来的65.4%以下。该程序计算结果与MCNP/4C校核计算结果最大偏差小于5%。计算结果证明了优化设计方案的可行性并验证了该程序计算的正确性。     

Ry—I型乏燃料运输容器设计,试验概况

本文介绍按《放射性物质安全运输规定》(GB11806-89)和IAEA6号安全丛书《放射性物质安全运输规程》B(U)货包的规定,对RY-I乏燃料运输容器的设计性能、安全分析,以及为保证运输安全必须满足的检验。     

壳体容器跌落事故的相似试验设计与有限元分析

壳体容器的跌落事故是冲击动力学行为,存在几何非线性和材料非线性的特征,因此设计较准确的相似模型试验具有较大难度。本文通过理论分析方法给出了壳体容器跌落的相似模型试验的设计要求,在不考虑材料率相关效应的情况下,给出了各物理量的相似常数,确定了相应的相似准则。在此基础上,通过数值模拟方法,对不同比例的相似模型试验进行数值计算,并对这种相似模型试验的设计进行评价。通过计算发现,在一定的假设和试验设计条件下,各相似常数的误差较小,能很好地反映模型参量的相似性,从而可通过相似模型试验来研究壳体容器的跌落事故。本文为壳体容器跌落事故的相似模型试验的设计提供了理论分析和数值模拟的参考方法。     

乏燃料容器跌落事故分析与改进措施研究

国内核电厂普遍采用“容器浸没法”进行乏燃料外运,客观上无法完全消除乏燃料容器跌落风险。对乏燃料容器跌落事故后的放射性后果进行了分析计算,并对如何保证容器跌落后的完整性或实现容器完整性破损后放射性物质的包容进行了分析研究,提出了一系列缓解乏燃料容器跌落后果的改进措施,以降低放射性物质超限释放的风险,对于提升核电厂的乏燃料吊装操作安全具有积极指导意义。     

AP1000机组MR40转运容器结构设计

MR40转运容器专门用于抓取和转运AP1000机组水回路系统中产生的放射性废过滤器芯。本文结合抓取对象的结构形式和操作工况等要求,给出了1套设备的结构设计方案,采用1套带有提升机构的无动力自重式机械抓具的铅容器来满足废过滤器芯的抓取和辐射防护等要求,并进行了相关的辐射防护和力学计算。最终,设备制造完成后顺利完成了各项试验,证明该结构设计满足使用要求。     

Kinematics Simulation and Structure Optimization of Tilting and Lifting Mechanism of ITER Tractor

The ITER （international thermonuclear experimental reactor） tractor is an in-cask remote handling equipment, its tilting and lifting mechanism is important for the tractor operated with forty-five-ton plug in front of the ports of Hot Cell and VV （vacuum vessel） successfully. In order to better analyse the movement of this mechanism and decide the key design parameters accurately, a mathematical model of 7-1ink complicated plane mechanism was built up, and the calculation of design and kinematics simulation were implemented. The established mathematical model was proved to be valid by comparing the calculated result with that of kinematics simulation. Finally, the structure analysis and the optimization of its key part, tilting and lifting frame, were performed to guarantee the frame＇s strength in bearing the heavy load of plug.     

SPACE-R意外掉落事故的临界安全分析

当空间热离子反应堆发生意外掉落事故时,必须采取反应性控制措施保证反应堆处于次临界状态。SPACE-R是设计目标为40kWe、10a寿命的空间核反应堆。适合SPACE-R意外掉落事故的反应性控制方案有:在燃料空腔内加入控制材料及在慢化剂中放入可燃毒物棒。利用MCNP程序分别对两种方案下反应堆的反应性进行计算,可知两种方案均对SPACE-R在意外掉落事故下的反应性有一定的改善。经综合考虑得出一个最终设计方案,能满足意外掉落事故的临界安全验收准则。     

一种用于船用反应堆屏蔽结构优化的方法

本文研究了一种基于神经网络和遗传算法的船用反应堆屏蔽优化方法,并开发了可视化操作界面。给出船用反应堆四层屏蔽结构模型,将蒙特卡罗方法计算的归一化中子透射率与训练后的神经网络预测值进行对比,验证了神经网络方法预测的准确性。通过将神经网络预测结果作为遗传算法适应度函数的参数进行约束寻优,能够快速找到船用反应堆模型最佳的屏蔽结构参数,大幅度提高了反应堆屏蔽结构优化计算效率。     

陔电设备硼酸注入箱人孔与筒体焊接结构优化

介绍硼酸注入箱人孔焊缝的结构和其制造工艺过程。图纸要求人孔外圆和简体的坡口夹角为20°,形成的焊缝为20°的区间。制造中遇到两种情况,一种情况是人孔外圆开5°坡口和简体开15°坡口,另一种情况是人孔外圆直坡口和简体开20。坡口。制造中采用立车代替镗床进行加工坡口,立车进行加工采用移动工件形成偏心距,加工中简体的坡口是一边一边逐步加工。针对简体的15°坡口和20°坡口,在立车进行加工时的偏心距计算方法,形成的焊缝15°坡口人孔外径与简体开孔坡口的焊接间隙是从最dq2mm到最大20mm变化的,20°坡口人孔外径与简体开孔坡口的焊接间隙是从最dq2mm到最大18mm变化的。人孔外径与简体开孔坡口大间隙组对焊接中采用工装定位,提出焊接中应注意的问题,为此类产品的加工提供借鉴。     

聚变堆偏滤器冷却通道结构优化分析

偏滤器作为直接面向等离子体的内部部件之一,其表面承受的热流密度很高。为提高其冷却通道的冷却能力,降低此部件面向等离子体面边缘的温度,从改变冷却通道截面形状的角度提出了不同的改进方案,并采用理论计算与有限元仿真对原始设计和改进方案进行了流体、热和结构分析。结果表明:在冷却通道的横截面积不变的情况下,随着湿周周长的增加,冷却能力有所提高,钨边缘的局部温度过高得到改善;但冷却通道形状的变化出现应力集中现象,通过提高长宽比可适当提高其在材料应力限值下所能承受的稳态运行的热流密度。这些优化分析结果可为聚变堆偏滤器冷却结构的设计提供理论参考。     

GY-20和GY-40型大容量钴-60运输容器关键技术研究

GY-20和GY-40型大容量钴-60运输容器是为运输工业用钴-60成品源和钴-60棒束而设计的专用设备。由于内容物放射性活度水平高、衰变热大,仅有加拿大、英国、俄罗斯等少数国家具有设计能力。本文综合考虑容器结构、热工、力学、屏蔽等方面的要求,对容器设计和制造过程中的关键技术以及解决方案进行了分析研究。试验验证结果表明,容器的结构设计、包铅边界设计准则的确定和制造过程的质量控制措施合理、有效,能保证容器在各种工况下的屏蔽完整性,容器具有安全运输大容量钴-60源项的能力,其设计满足相关标准和规范要求,可为其他B型货包的设计提供参考。     

基于ANSYS的核电厂安全壳结构非线性有限元分析

对核电厂预应力混凝土安全壳结构进行了内压作用下的非线性有限元分析.详细介绍了ANSYS中的混凝土单元SOLID65及混凝土材料的本构关系,并对非线性求解过程中影响收敛的因素进行了分析;同时,以福清核电厂5、6号机组内层安全壳为工程实例进行有限元计算.结果表明,15 m至30 m标高范围内的径向位移大于其他高度的径向位移,标高25 m左右径向位移最大;内压加至0.42MPa,模型结构仍处于受压状态,满足使用要求.分析表明,福清核电厂5、6号机组安全壳结构在设计内压作用下是安全的,可为安全壳整体性试验提供参考.     

气体离心机贫料挡板结构参数优化的数值研究

采用有限差分方法离散线性化的Navier-Stokes方程组,并用追赶法求解线性代数方程组,得到了离心机内部流场分布。采用改进的径向平均法求解丰度方程,得到单机分离功率的数值结果。以分离功率为目标函数,选用序列二次规划算法,结合iSight软件的优化功能对离心机贫料挡板的结构参数进行优化计算。计算结果表明：针对特定离心机模型,贫料挡板结构参数优化后可以改善内部环流,提高分离功率3.93%;离心机内部流场对挡板结构参数的变化响应敏感,其机理复杂,有待深入研究。