采用变化附加阻尼的快堆堆芯组件的抗震分析方法研究

摘要

对浸没在冷却剂中的快堆堆芯组件进行的抗震性能分析需要考虑到冷却剂与堆芯组件之间的流固耦合作用。冷却剂对堆芯组件的影响可以看作是一种阻尼。在之前的分析中,大多数人都采用附加质量法来考虑这种作用,把这种阻尼看做是一个定值。实际上冷却剂对组件的作用还随着组件间的间隙变化而变化,根据Wilson的理论预测,流体的附加质量和间隙成反比,流体的附加阻尼和间隙的三次方成反比。为了更为准确的模拟堆芯组件的振动,本文对采用变化附加阻尼的快堆堆芯组件的抗震分析方法进行了研究。首先在刘爱国推导的流体附加阻尼与间隙关系的计算公式的基础上,离散出不同间隙下对应的流体附加阻尼系数值。使用ANSYS软件,在模拟计算过程中,通过提取每一时刻的堆芯组件的间隙值,来改变流体附加阻尼的数值,再进行下一步计算。通过这种方式,实现了这种变化附加阻尼的模拟。
　　 本文建立了快堆堆芯单排(5根)堆芯组件的抗震分析计算模型,对计算模型进行了考虑附加阻尼为定值和随间距变化的两种情况下的抗震分析,分析结果表明了考虑变化附加阻尼的情况下堆芯组件抗震分析的可行性和有效性。同时,本文所使用的模拟方法较之前被广为使用的附加质量法更为贴近堆芯组件的振动情况,为之后更为真实的模拟快堆堆芯组件的地震响应打下了基础,这也有助于减少结构设计的保守性,具有一定的工程价值。