核電站管道流固耦合應(yīng)力分析

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1、碩士學(xué)位論文核電站管道流固耦合應(yīng)力分析StressAnalysisofPipelineinNuclearPowerPlantwithFluid．．StructureInteractionMethod學(xué)號：21003076完成日期：2012—4—20大連理工大學(xué)DalianUniversityofTechnology大連理工大學(xué)學(xué)位論文獨(dú)創(chuàng)性聲明作者鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下進(jìn)行研究工作所取得的成果。盡我所知，除文中已經(jīng)注明引用內(nèi)容和致謝的地方外，本論文不包含其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表的研究成果，也不包

2、含其他已申請學(xué)位或其他用途使用過的成果。與我一同工作的同志對本研究所做的貢獻(xiàn)均己在論文中做了明確的說明并表示了謝意。若有不實(shí)之處，本人愿意承擔(dān)相關(guān)法律責(zé)任。學(xué)位論文題目：舨略始鑲洫如閏jf；；蜀每想力劈耕作者簽名：墮垡螫日期：—生年—L月衛(wèi)日大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要管道在核電站的主要作用是輸送流體和熱量，管道的連接使得核電站各設(shè)備形成完整的回路。然而，核電站的工作原理使得管道中存在非等溫流，導(dǎo)致管道經(jīng)常出現(xiàn)熱疲勞事故。特別是一回路的T型管道，管壁承受高壓高溫流體作用，并冷、熱水高速混合流動，更容易發(fā)生熱疲勞事故。核

3、電站安全運(yùn)行始終是最重要的，熱疲勞事故卻嚴(yán)重影響了核電站的安全。本文針對核電站一回路T型管道的熱疲勞現(xiàn)象，采用單向流固耦合的方法，利用商業(yè)軟件ANSYS—Workbench，進(jìn)行數(shù)值模擬研究。通過對管內(nèi)流體和管壁分別進(jìn)行數(shù)值分析，研究了管內(nèi)流體的流動狀態(tài)和管壁的應(yīng)力分布。并研究了來流速度和溫度等不同的運(yùn)行工況對管壁應(yīng)力的影響。發(fā)現(xiàn)管壁最大應(yīng)力隨流速比(支管流速與主管流速的比值)有規(guī)律變化，當(dāng)流速比為1．15時，管壁的最大應(yīng)力最?。还鼙趹?yīng)力受絕對溫度的影響較小，但受溫差的影響較大，并隨溫差的增大基本呈線性增大；當(dāng)溫度有波

4、動時，較小的溫度波動將使管壁應(yīng)力產(chǎn)生較大波動。本文還研究了其他幾個主要因素對管壁應(yīng)力的影響，如壁厚、管壁熱膨脹系數(shù)和約束條件。發(fā)現(xiàn)較厚的管壁、較小的熱膨脹系數(shù)和合理的約束都可以減小管壁的應(yīng)力。通過本文的研究，找到了不同的運(yùn)行工況及其他幾個因素對管壁應(yīng)力的影響規(guī)律，可以對核電站一回路T型管道在設(shè)計(jì)、安裝和運(yùn)行過程中提供參考依據(jù)。關(guān)鍵詞：核電站：管道：流固耦合：應(yīng)力分析核電站管道流固耦合應(yīng)力分析StressAnalysisofPipelineinNuclearPowerPlantwithFluid-StructureInt

5、eractionMethodAbstractThemainfunctionofpipelineinnuclearpowerplant(NvP)istotransportfluidandheat，andtheequipmentsinNPPformacompleteareconnectedbypipelines．However．thethermalfatigueaccidentsoftenOCCUrinpipelines，becauseofthenonisothermalflowexistinginthepipeline．

6、Especially，thermalfatigueaccidentiseasytooccurintheT-shapepipesintheprimarycircuit，becausetheyaresubjectedtonotonlythehighpressureandhightemperature，butalsoofthecoldandhotfluidsaremixedherewitllhigh-speed．ThesafetyoperationisalwaysthemostimportantinNPP．buttherma

7、lfatigueaccidenthasseriouslyinfluencedthesafetyofNPP．T11ispaperstudiesthethermalfatiguephenomenonofT—shapepipelinesintheprimarycircuitofnuclearpowerplantusingfluid—structureinteractionnumericalsimulationmethod．a(chǎn)ndcommercialsoftwareANSYS．Workbench．Westudythefluid

8、flowinthepipelinesandthestressofpipewallbynumericalcalculation．neinfluencesofdifferentworkingconditionsonpipewallstressarestudied，suchasvarietyofvelocityandtemperatur