压水堆乏燃料组件中主要同位素含量分析计算

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作者 田园 刘国荣 +4 位作者 何高魁 周冬梅 李井怀 周浩 梁庆雷 《核电子学与探测技术》 CAS 北大核心 2024年第3期515-522,共8页

绝大多数的特种可裂变材料钚均存在于商用乏燃料组件中,在核保障领域,对于乏燃料组件中钚含量的核实显得尤为重要。为分析计算乏燃料组件中易裂变核素钚的含量,以31组AFA-2G典型压水堆乏燃料组件为研究对象,通过分析核燃料在反应堆运行... 绝大多数的特种可裂变材料钚均存在于商用乏燃料组件中,在核保障领域,对于乏燃料组件中钚含量的核实显得尤为重要。为分析计算乏燃料组件中易裂变核素钚的含量,以31组AFA-2G典型压水堆乏燃料组件为研究对象,通过分析核燃料在反应堆运行过程中的U-Pu循环燃耗链的特点,分析计算了乏燃料组件中主要同位素的含量和固有中子本底,同时利用蒙特卡罗模拟方法计算了239Pu等效质量的等效系数。本文工作为中子质询乏燃料组件易裂变核素含量非破坏性测量的方法研究及测量装置的设计打下了基础。 展开更多

关键词 核保障 乏燃料组件 同位素含量 239Pu等效质量 中子本底

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湿空气在全尺寸压水堆燃料组件中的自然循环特性试验及理论研究

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作者 黎磊磊 刘茂龙 +3 位作者 倪嵩 王小文 刘利民 顾汉洋 《核技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期157-166,共10页

为开发一种不依赖于计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)结果的燃料组件自然循环特性分析模型,以研究乏燃料水池在发生冷却剂丧失事故后的自然循环特性,本研究基于全尺寸压水堆燃料组件压降实验结果对Darcy-Forchheimer模... 为开发一种不依赖于计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)结果的燃料组件自然循环特性分析模型,以研究乏燃料水池在发生冷却剂丧失事故后的自然循环特性,本研究基于全尺寸压水堆燃料组件压降实验结果对Darcy-Forchheimer模型进行了修正,以预测湿空气流过燃料组件的压降,然后建立了燃料组件自然循环流量和峰值包壳温度的分析预测模型,并考虑了空气的相对湿度对模型计算结果的影响。结果表明:该模型可较为准确地预测不同加热功率下燃料组件的自然循环流量和峰值包壳温度,与实验测量值相比误差分别在25%和20%以内。并利用该模型研究了总加热功率、环境温度和相对湿度对燃料组件自然循环流量和峰值包壳温度的影响。因此,本研究所开发的模型可用于压水堆全尺寸燃料组件的自然循环特性研究。 展开更多

关键词 乏燃料水池 燃料组件 湿空气 自然循环流量模型 峰值包壳温度模型

原文传递

钠冷快堆乏燃料组件自然循环冷却瞬态过程的数值模拟研究 被引量：5

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作者 周志伟 杨红义 +1 位作者 冯预恒 李淞 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第10期1806-1812,共7页

应用Fluent程序,对处于氩气中的钠冷快堆乏燃料组件自然循环冷却瞬态过程进行了三维数值模拟。计算获得了乏燃料组件内部冷却剂通道和外部区域的热工水力学现象及变化规律。结果表明:利用标记区域分割方法,将燃料棒间隙网格划分为绕丝... 应用Fluent程序,对处于氩气中的钠冷快堆乏燃料组件自然循环冷却瞬态过程进行了三维数值模拟。计算获得了乏燃料组件内部冷却剂通道和外部区域的热工水力学现象及变化规律。结果表明:利用标记区域分割方法,将燃料棒间隙网格划分为绕丝网格和绕丝周边流体域网格,能在棒束区生成高质量结构化网格;在氩气自然循环冷却瞬态过程中,棒束区内子通道氩气流量增加速度落后于边子通道,内子通道升温更快;乏燃料组件棒束区温度在轴向呈现中心高、边缘低的分布特征;为避免包壳温度超过设计值,乏燃料组件处于氩气中的时间不宜超过6min。 展开更多

关键词 钠冷快堆 乏燃料组件 数值模拟 自然循环 热工水力

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后处理厂乏燃料组件提升机制造工艺研究

4

作者 李军 《现代制造技术与装备》 2023年第10期137-139,143,共4页

核燃料在核电厂经过裂变反应后,成为具有高放射性的乏燃料。乏燃料被运送至乏燃料后处理厂后,会被放入乏燃料准备水池。当进行首端处理时,使用提升机将乏燃料组件从水下提升至剪切热室下方,以备后续处理。组件提升机是乏燃料首端处理的... 核燃料在核电厂经过裂变反应后,成为具有高放射性的乏燃料。乏燃料被运送至乏燃料后处理厂后,会被放入乏燃料准备水池。当进行首端处理时,使用提升机将乏燃料组件从水下提升至剪切热室下方,以备后续处理。组件提升机是乏燃料首端处理的核心设备。文章从组件提升机结构特点入手,剖析液压缸、提升小车和机架等关键零部件的作用、制造技术难点,提出切实可行的解决方案,抓住影响设备性能和精度的关键点进行严格、有效的质量管控和风险防控,同时制作专用试验台架来模拟现场实际工况,以测试组件提升机的整体性能。试验结果表明,提升机的各项性能和技术指标均满足设计要求,充分证明了制造工艺的合理性和质量的可靠性。 展开更多

关键词 乏燃料组件 提升机 制造工艺 液压缸 后处理厂

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压水堆核电厂乏燃料组件源项计算分析 被引量：4

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作者 张普忠 邵增 +2 位作者 毛亚蔚 高桂玲 陈义学 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第B06期192-196,共5页

核燃料贮存、运输以及后处理过程中的安全是构成核与辐射安全的重要内容,为保证安全性,提高运输经济性,减小后处理厂对环境的排放,须获得乏燃料组件的包络源项,因此,采用ORIGEN-ARP程序分析组件运行历史、初始富集度、燃耗深度等参数对... 核燃料贮存、运输以及后处理过程中的安全是构成核与辐射安全的重要内容,为保证安全性,提高运输经济性,减小后处理厂对环境的排放,须获得乏燃料组件的包络源项,因此,采用ORIGEN-ARP程序分析组件运行历史、初始富集度、燃耗深度等参数对源项的影响。运行历史在卸料初期对源项略有影响,可采用合适的保守因子予以包络,在冷却一定时间后,其影响可忽略不计;初始富集度、燃耗深度均不同的组件须经对比计算以获得包络源项。计算表明:在目前核电厂乏燃料组件中,235 U初始富集度为4.45%、燃耗深度为55GW.d/tU的AFA-3G型组件源项是包络的,可作为乏燃料水池、运输容器设计,以及后处理厂排放源项分析的初始源项。 展开更多

关键词 乏燃料组件 源项 ORIGEN-ARP 包络计算

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反应堆乏燃料组件的破损检测 被引量：3

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作者 苏容波 黄宪果 +1 位作者 涂俊 陈志赟 《辐射防护》 CAS CSCD 北大核心 2010年第6期379-382,396,共5页

为了解决某反应堆101盒乏燃料组件外运送贮,对乏燃料组件破损检测方法进行了研究,在已有技术的基础上,根据自身的需求设计、加工了新的采样系统,设计了工作流程,并给出了测量数据的判断依据。该采样系统可以在水下实现一次对一批乏燃料... 为了解决某反应堆101盒乏燃料组件外运送贮,对乏燃料组件破损检测方法进行了研究,在已有技术的基础上,根据自身的需求设计、加工了新的采样系统,设计了工作流程,并给出了测量数据的判断依据。该采样系统可以在水下实现一次对一批乏燃料组件进行逐个取样,每个样品对应一个确定的组件,检测效率高。测量破损检测样品101个,根据测量结果判断出1个样品含有85Kr,其余样品不含85Kr或是85Kr的含量低于该条件下仪器的探测限,表明101盒乏燃料组件中有1盒组件包壳存在破损情况,其余组件包壳未破损。 展开更多

关键词 乏燃料组件 破损检测

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钠冷快堆破损乏燃料组件的识别

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作者 潘君艳 刘浩杰 +3 位作者 王致同 马强 张杭 段天英 《仪器仪表用户》 2022年第5期71-74,共4页

在钠冷快堆中,为减少在乏燃料贮存池内和后续运输途中对周围环境的放射性污染,需要有效地识别出清洗阱内的破损乏燃料组件。结合乏燃料组件清洗工艺,根据包壳破损特征核素的特性和本底放射性水平,设计了有效的包壳破损探测方法,并探讨... 在钠冷快堆中,为减少在乏燃料贮存池内和后续运输途中对周围环境的放射性污染,需要有效地识别出清洗阱内的破损乏燃料组件。结合乏燃料组件清洗工艺,根据包壳破损特征核素的特性和本底放射性水平,设计了有效的包壳破损探测方法,并探讨了包壳破损的判定依据,以可靠地识别出钠冷快堆各种不同性质和不同时期破损的乏燃料组件。 展开更多

关键词 钠冷快堆 乏燃料组件 乏燃料组件清洗 燃料破损探测

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钠冷快堆乏燃料组件热工水力分析程序开发 被引量：2

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作者 马晓 林超 +3 位作者 李淞 周志伟 冯预恒 张东辉 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期606-614,共9页

为了对示范快堆乏燃料组件的热工水力特性进行分析,自主研发了钠冷快堆乏燃料组件热工水力分析程序SPATANS。该程序基于子通道分析方法,采用适用于低流量下的流动换热和交混关系式。针对乏燃料组件棒束区进行计算,得到组件不同高度处各... 为了对示范快堆乏燃料组件的热工水力特性进行分析,自主研发了钠冷快堆乏燃料组件热工水力分析程序SPATANS。该程序基于子通道分析方法,采用适用于低流量下的流动换热和交混关系式。针对乏燃料组件棒束区进行计算,得到组件不同高度处各子通道的温度、压力等热工参数,并将计算结果与三维计算流体力学FLUENT程序的结果进行对比分析。结果表明:自主研发程序的计算结果与FLUENT程序的计算结果较为吻合,偏差在工程可接受范围内,且其计算效率明显高于FLUENT程序。初步表明SPATANS程序可用于钠冷快堆乏燃料组件热工水力分析,并具有良好的应用前景。 展开更多

关键词 钠冷快堆 乏燃料组件 棒束区 热工水力分析

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基于多孔介质和等效热导率模型的快堆乏燃料组件传热特性数值分析 被引量：2

9

作者 韩旭 熊进标 +2 位作者 王学浩 胡文军 程旭 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第8期1400-1406,共7页

乏燃料组件在运输或转运过程中,组件会裸露在传热较差的气体介质内,需关注其散热性能。为模拟乏燃料组件的传热特性,采用多孔介质模型模拟组件的流动阻力,并利用等效热导率模型模拟组件内部的传热。由于自然对流条件下乏燃料组件内部流... 乏燃料组件在运输或转运过程中,组件会裸露在传热较差的气体介质内,需关注其散热性能。为模拟乏燃料组件的传热特性,采用多孔介质模型模拟组件的流动阻力,并利用等效热导率模型模拟组件内部的传热。由于自然对流条件下乏燃料组件内部流动符合层流假设,在多孔介质阻力模型中忽略了惯性力项的作用。将等效热导率模型的模拟结果与SNL-LMFBR实验结果进行对比,证明了该模拟方法的有效性。计算结果表明,在水平放置工况下乏燃料组件温度轴向呈对称分布,在竖直放置工况下轴向呈非对称分布,乏燃料组件的高温区域向组件上方偏移。 展开更多

关键词 快堆 乏燃料组件 多孔介质模型 等效热导率模型 SNL-LMFBR实验

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后处理厂乏燃料储运吊篮设计与分析 被引量：2

10

作者 梅华平 杨国威 +1 位作者 段成君 刘书勇 《核技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期83-88,共6页

在后处理厂乏燃料贮存水池,采用吊篮储存和转运乏燃料组件可以提升转运能力,同时具有较好的安全性和经济性。本文针对国内商业核电站服役使用的典型乏燃料组件结构参数,设计了可一次性装载8盒乏燃料组件的储运吊篮,利用SuperMC软件对满... 在后处理厂乏燃料贮存水池,采用吊篮储存和转运乏燃料组件可以提升转运能力,同时具有较好的安全性和经济性。本文针对国内商业核电站服役使用的典型乏燃料组件结构参数,设计了可一次性装载8盒乏燃料组件的储运吊篮,利用SuperMC软件对满载乏燃料组件的储运吊篮进行了临界安全分析,再利用ANSYS有限元软件对其进行抗震分析。临界安全分析结果表明:即使满载乏燃料组件的吊篮在无限大乏燃料贮存水池内紧密排列,贮存水池keff最高仅0.906;抗震分析结果表明:在0.3 g设计地震震动加速度下,吊篮最大结构应力为7.92 MPa,最大形变量为0.32 mm,不影响其功能。因此储运吊篮设计合理,可满足后处理厂乏燃料水池储运吊篮的基本安全要求。 展开更多

关键词 后处理 乏燃料 吊篮 燃料组件

原文传递

用于乏燃料组件上下端部活化源项分析的截面库研究

11

作者 张丽莹 曹良志 +1 位作者 王晓霞 高桂玲 《辐射防护》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期339-344,共6页

基于乏燃料组件上下端部活化源项精细化分析的需求,自制精细化问题相关截面库,并通过对比分析,研究不同截面库应用特点:活性区截面库和热中子截面库应用于活化源项计算时均存在较大的计算误差;组合截面库对共振群和快群截面的处理偏保守... 基于乏燃料组件上下端部活化源项精细化分析的需求,自制精细化问题相关截面库,并通过对比分析,研究不同截面库应用特点:活性区截面库和热中子截面库应用于活化源项计算时均存在较大的计算误差;组合截面库对共振群和快群截面的处理偏保守,当程序应用于上下端头活化源项计算时,分析结果偏保守;基于问题相关中子能谱自制的反应截面更加接近真实情况,基于此的计算结果也最接近真实情况。 展开更多

关键词 乏燃料组件 上下端部 活化源项 问题相关截面

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乏燃料棒束的辐射换热分析

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作者 黄若涛 桂璐廷 《应用能源技术》 2017年第11期40-42,共3页

乏燃组件衰变热导出对核电厂安全十分重要。核电厂乏燃料组件的传统冷却方式是依靠浸没在水中的流动循环冷却。AP1000非能动核电厂增设了乏燃料喷淋冷却装置。文中针对乏燃料棒束喷淋冷却试验,研究了乏燃料棒束喷淋冷却的辐射换热影响... 乏燃组件衰变热导出对核电厂安全十分重要。核电厂乏燃料组件的传统冷却方式是依靠浸没在水中的流动循环冷却。AP1000非能动核电厂增设了乏燃料喷淋冷却装置。文中针对乏燃料棒束喷淋冷却试验,研究了乏燃料棒束喷淋冷却的辐射换热影响。理论分析结果和试验结果符合较好,表明了乏燃料棒束之间主要通过辐射换热进行相互的温度影响。 展开更多

关键词 乏燃料棒束 辐射换热 喷淋试验

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基于多表面封闭系统网络法的钠冷快堆乏燃料组件内部传热数值分析

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作者 陈翔 吴增辉 +2 位作者 熊进标 程旭 师泰 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第9期1666-1672,共7页

钠冷快堆乏燃料组件在转运过程中会暴露在气体环境中,散热性能明显下降。为预测乏燃料组件在气体环境中的温度分布,特别是避免燃料组件包壳最高温度超过设计限值,本文建立了基于多表面封闭系统网络法的数值模型,以此为基础开发了数值分... 钠冷快堆乏燃料组件在转运过程中会暴露在气体环境中,散热性能明显下降。为预测乏燃料组件在气体环境中的温度分布,特别是避免燃料组件包壳最高温度超过设计限值,本文建立了基于多表面封闭系统网络法的数值模型,以此为基础开发了数值分析程序。通过与37棒束模拟组件实验数据的对比,验证了程序的可靠性。通过与Manteufel-Todreas双层模型预测结果的比较,证明了程序更具有保守性。另外,比较了均匀与非均匀加热两种情况下的温度分布,分析了加热功率、表面发射率对温度的影响。 展开更多

关键词 钠冷快堆 乏燃料组件 辐射传热 数值模型

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乏燃料组件燃料棒更换装置抓爪结构的数值分析和试验研究

14

作者 侯硕 刘青松 +3 位作者 余冰 韩克平 李文龙 彭祥阳 《核科学与工程》 CSCD 北大核心 2017年第3期477-481,共5页

燃料组件是核电站核反应堆的关键设备之一,涉及燃料组件的维修特别是乏燃料组件破损棒更换维修属于高风险作业。本文主要针对乏燃料组件燃料棒更换装置的核心零件燃料棒抓爪的结构进行研究,通过结构力学分析得到抓爪较优壁厚数值,然后... 燃料组件是核电站核反应堆的关键设备之一,涉及燃料组件的维修特别是乏燃料组件破损棒更换维修属于高风险作业。本文主要针对乏燃料组件燃料棒更换装置的核心零件燃料棒抓爪的结构进行研究,通过结构力学分析得到抓爪较优壁厚数值,然后通过有限元计算抓爪的强度固化结构参数,最终进行抓爪试制,并通过抓爪试验台模拟抓爪的实际工况对抓爪进行性能测定,确保抓爪满足使用要求。 展开更多

关键词 乏燃料组件 燃料棒 抓爪 数值分析 试验

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压水堆核电厂乏燃料组件γ源强研究

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作者 韩嵩 Justin Byard +1 位作者 黄灏 石秀安 《核科学与工程》 CSCD 北大核心 2015年第2期328-332,共5页

本文运用ORIGEN-ARP计算研究了压水堆核电厂反应堆平衡循环的乏燃料组件的γ源强,对影响γ源强的因素,包括总燃耗、各循环燃耗比例和能群结构划分方式进行了分析。分析结果表明:乏燃料组件中,裂变产物产生的γ源强始终占主要部分。在卸... 本文运用ORIGEN-ARP计算研究了压水堆核电厂反应堆平衡循环的乏燃料组件的γ源强,对影响γ源强的因素,包括总燃耗、各循环燃耗比例和能群结构划分方式进行了分析。分析结果表明:乏燃料组件中,裂变产物产生的γ源强始终占主要部分。在卸料后的不同冷却时刻,γ总源强与总燃耗或末端燃耗密度存在正比关系。采用不同γ能群结构划分方式对γ总源强计算结果的影响较大。 展开更多

关键词 乏燃料组件 γ源强 ORIGEN-ARP

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含钆量对乏燃料组件衰变热的影响

16

作者 高拥军 郭振武 陈秋炀 《机械设计》 CSCD 北大核心 2021年第S01期167-169,共3页

压水堆核电厂乏燃料水池中内的乏燃料组件持续释放衰变热,由冷却系统对其持续冷却以控制乏燃料水池水温低于技术规范限值50℃。因此衰变热的计算对冷却系统的设计至关重要。文中以CPR1000机组的乏燃料组件为研究对象,采用ORIGEN/S程序,... 压水堆核电厂乏燃料水池中内的乏燃料组件持续释放衰变热,由冷却系统对其持续冷却以控制乏燃料水池水温低于技术规范限值50℃。因此衰变热的计算对冷却系统的设计至关重要。文中以CPR1000机组的乏燃料组件为研究对象,采用ORIGEN/S程序,开展乏燃料组件燃耗计算和放射性核素衰变计算,并分析了含钆量对乏燃料水池衰变热的影响规律。计算结果表明:乏燃料组件含钆量越高,其衰变热越大;为了确保乏池冷却能力的设计的保守性和安全性,需要考虑含钆棒对燃料组件衰变热的影响。 展开更多

关键词 乏燃料组件 衰变热 钆

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乏燃料组件跌落速度的理论计算和数值模拟

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作者 石红 钱才富 《计算机辅助工程》 2013年第1期50-53,共4页

针对乏燃料组件在乏燃料池的水中吊运时有可能发生跌落的情况,通过理论近似解和CFD数值模拟两种方法计算乏燃料组件跌落速度.结果表明两种方法得到的跌落速度相近,最大误差小于5%,都可以用于跌落过程的模拟;采用CFD数值模拟还可以得到... 针对乏燃料组件在乏燃料池的水中吊运时有可能发生跌落的情况,通过理论近似解和CFD数值模拟两种方法计算乏燃料组件跌落速度.结果表明两种方法得到的跌落速度相近,最大误差小于5%,都可以用于跌落过程的模拟;采用CFD数值模拟还可以得到乏燃料组件下降过程中周围流场和压强的变化.虽然乏燃料组件的跌落速度逐渐增大,但跌落加速度变化不大,表明水对组件的阻力影响较小. 展开更多

关键词 乏燃料组件 储存格架 流场 流体阻力 投影面积 静压 CFD

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棱柱式高温气冷堆乏燃料贮存方案研究

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作者 李修园 王晨 《一重技术》 2024年第2期18-21,共4页

介绍棱柱式高温气冷堆乏燃料贮存工艺方案,分析棱柱式乏燃料石墨组件特点,提出适于该类型乏燃料组件的贮存方案,为核能技术可持续发展提供支持。

关键词 棱柱式高温气冷堆 乏燃料贮存 乏燃料石墨组件

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乏燃料贮存格架在组件跌落事故中的冲击分析 被引量：6

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作者 张万平 徐定耿 +2 位作者 陈松 谢永诚 姚伟达 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2010年第12期187-189,共3页

为解决乏燃料贮存格架在组件跌落事故中的冲击分析问题,对ANSYSLS-DYNA程序在弹塑性条件下的冲击分析功能进行开发,并运用于300 MW压水堆核电厂乏燃料贮存格架受乏燃料组件撞击的仿真分析中,采用应变失效和变形失效的方法对乏燃料贮存... 为解决乏燃料贮存格架在组件跌落事故中的冲击分析问题,对ANSYSLS-DYNA程序在弹塑性条件下的冲击分析功能进行开发,并运用于300 MW压水堆核电厂乏燃料贮存格架受乏燃料组件撞击的仿真分析中,采用应变失效和变形失效的方法对乏燃料贮存格架进行安全评定,证明现有的设计满足安全要求。所应用的弹塑性冲击分析方法,以及对乏燃料贮存格架评定的方法同样适用于其它核电设备。 展开更多

关键词 乏燃料贮存格架 乏燃料组件跌落 冲击 仿真分析

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多自由度非线性系统动力响应时程分析技术 被引量：4

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作者 徐鸿 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 1995年第2期108-114,共7页

本文介绍多自由度非线性系统动力响应时程分析技术。在与频谱分析法等过去常用的动力响应分析法对比中说明了这一新方法的突出优点和发展现状。文中还给出了这一分析方法在核电设备地震响应分析中应用时的实例分析结果。

关键词 非线性系统 地震 动力响应分析 核电设备

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