壓水堆高燃耗乏燃料運輸容器結(jié)構(gòu)力學分析與安全風險評估.pdf

1、隨著我國核電建設(shè)的快速發(fā)展，產(chǎn)生的乏燃料數(shù)量逐年增加，大量的乏燃料急待外運。但我國目前還不具備制造大型商業(yè)乏燃料運輸容器的能力，完全依賴進口，價格高昂。隨著核電“走出去”戰(zhàn)略上升為國家戰(zhàn)略，我國迫切需要掌握大型商業(yè)乏燃料運輸容器的設(shè)計和制造能力，以緩解我國乏燃料運輸?shù)膲毫Σν馔茝V應(yīng)用。作為貯運高放射性乏燃料的容器，必須保證乏燃料運輸容器在各種可能工況下的完整性，因此建立一整套乏燃料運輸容器的力學性能分析和安全風險評估方法顯得尤為重要。

2、
　　本文借助有限元分析軟件對國內(nèi)某公司設(shè)計的乏燃料運輸容器進行系統(tǒng)的數(shù)值模擬分析，內(nèi)容包括熱工分析，跌落分析和穿刺分析等。對容器的結(jié)構(gòu)力學性能進行全面評價，并對容器在國內(nèi)運輸?shù)陌踩L險進行評估。本文主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下：
　　（1）利用ANSYS有限元分析軟件對乏燃料容器進行建模和熱工分析。計算了容器在38℃正常運輸情況和30分鐘802℃火燒事故時的溫度場分布，得出容器重要部件的溫度滿足規(guī)范要求。對容器正常運輸時進行熱應(yīng)

3、力分析，得出此時應(yīng)力狀態(tài)。
　　（2）利用ANSYS和LS-DYNA軟件對容器進行跌落分析，主要分析了容器在熱態(tài)和冷態(tài)兩種外部環(huán)境下9m不同角度的跌落。對容器各部件的危險以及處螺栓進行應(yīng)力評定。通過容器跌落獲得最大減速度，采用隱式靜力計算方法對燃料籃組件進行等效跌落的校核。計算結(jié)果表明各部件應(yīng)力滿足規(guī)范要求。分析得出，跌落時最大應(yīng)力主要出現(xiàn)在容器的端部，垂直跌落時產(chǎn)生最大減速度。分析認為，應(yīng)改進減震器在豎直方向的破壞機制。

4、　?。?）在對容器進行穿刺分析時，計算了熱態(tài)和冷態(tài)下外蓋中心、底部中心和側(cè)面中心穿刺的的1m穿刺。計算得出在穿刺沖擊處最外層都會發(fā)生一定程度屈服，但都沒破壞內(nèi)層部件，沒有出現(xiàn)穿透發(fā)生泄漏的情況。
　?。?）采用概率論方法對 NAC-STC型乏燃料運輸容器在國內(nèi)運輸進行安全風險評估，得出風險概率為8.69×10-6人·Sv/1次運輸。結(jié)合分析結(jié)果，提出控制風險的對策。
　　通過有限元分析，該容器在熱工和結(jié)構(gòu)力學方面滿足規(guī)范要求