核级主给水控制阀抗震性能评估与优化设计

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1、杭州电子科技大学硕士学位论文核级主给水控制阀抗震性能评估及优化设计研究生：高照杰指导教师：刘庆民教授2014年12月DissertationSubmittedtoHangzhouDianziUniversityfortheDegreeofMasterAnti-seismicPerformanceEvaluationandOptimumDesignofNuclearGradeMainFeed-waterControlValveCandidate:ZhaojieGaoSupervisor:Prof.QingminLiuDecembe

2、r，2014杭州电子科技大学硕士学位论文摘要随着我国国民经济水平的快速发展和提高，我国对清洁能源产业有了更迫切的需求。为了优化我国的能源结构体系、确保我国的能源安全，目前我国正致力于发展新型清洁能源，制定了立足于火电，大力发展风电、水电、核电的政策，其中对核电站的建设尤为重视。目前为止，我国的核电建设已经取得了突破性的进展。这为我国的核电产业提供了良好的发展机遇，也为我国的核电阀门产商带来了广阔的市场前景。然而，我国的核电产业起步较晚，虽然经过四十多年的发展，已经建立了几个核电站，但是和发达国家相比，我国的核电站设备的设计和生产

3、水平还有很大差距，尤其是对安全性和可靠性要求较高的核电阀门，我国目前的设计制造水平还处于下游，像核一级喷雾阀和核二级主给水控制阀门我国还不能自主研发和生产，只能成品从国外进口，这在一定程度上增加了我国核电造价。本文在参考与总结了大量国内外文献与书籍的基础上，以“理论研究—产品设计—理论校核—性能评估—优化”为路线，对核二级主给水控制阀门进行设计。首先根据美国ASME核电阀门规范标准对核电阀门进行理论设计计算，然后利用有限元软件FEMAP对所设计的阀门模型进行抗震性能评估，内容包括对整体阀门模型的自振频率分析和对阀门正常、异常、应

4、急和事故四种工况下的强度分析，在载荷施加上尽量接近现实中阀门的承载情况，模型除施加介质产生的压力外，阀门管道和阀杆行程对阀门产生的作用力都在载荷施加时有所涉及，再根据分析结果对承压零部件进行强度校核，最后根据阀门自身的特点，对影响阀门频率的支架和支架以上的执行结构进行一定程度的优化，从而得到满足性能要求且尺寸形状相对较优的阀门模型。本文的创新点是根据主给水控制阀自身的特点，探索出一种简化模型，利用该简化模型对影响直立式阀门自振频率的零部件进行分析研究，找出影响阀门一阶频率大小的参数，进而对模型进行优化。本文的研究工作为以后核级阀

5、门的抗震性能评估提供了一种更全面的方法，为解决直立式阀门频率过低问题提供了参考途径，对实现我国核阀的国产化，提高阀门运行时的安全性和可靠性，推动我国核工业与世界核电产业接轨有重要意义。关键词：核电，阀门，主给水控制阀，性能，评估，优化设计I杭州电子科技大学硕士学位论文ABSTRACTWiththerapiddevelopmentofournationaleconomy,urgentrequirementshavebeenputforwardforChina’senergyindustry.Atpresent,inordertoe

6、nsureChina'senergysecurity,optimizetheenergystructure,supportsustainabledevelopmentofthenationaleconomyandotheraspectsofurgentneeds,Chinahasformulatedsomepolices,suchasvigorouslydevelopinghydropoweronthebasisofthermalpower,andmoderatedevelopmentofnewcleanenergy,forex

7、ample,nuclearpowerandwindpower.China'snuclearpowerconstructionismovingfromtrial,compensatoryadjustmenttothedevelopmentofstrategicandaggressive.ThisisanexcellentdevelopmentopportunityforChina’snuclearpowerindustry,andthehugedemandofnuclearpowerplantvalveshasbroughtabr

8、oadmarketprospectfordomesticandforeignvalvemanufacturers.However,China'snuclearpowervalveindustrystartedrelativelylate,afterdecades