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NHR200-II燃料组件定位格架简化建模方法研究

王淅铖 王鼎渠 蒋跃元 李松阳

王淅铖, 王鼎渠, 蒋跃元, 李松阳. NHR200-II燃料组件定位格架简化建模方法研究[J]. 核动力工程, 2021, 42(4): 105-111. doi: 10.13832/j.jnpe.2021.04.0105
引用本文: 王淅铖, 王鼎渠, 蒋跃元, 李松阳. NHR200-II燃料组件定位格架简化建模方法研究[J]. 核动力工程, 2021, 42(4): 105-111. doi: 10.13832/j.jnpe.2021.04.0105
Wang Xicheng, Wang Dingqu, Jiang Yueyuan, Li Songyang. Simplified Modelling Method for Spacer Grid of NHR200-II Fuel Assembly[J]. Nuclear Power Engineering, 2021, 42(4): 105-111. doi: 10.13832/j.jnpe.2021.04.0105
Citation: Wang Xicheng, Wang Dingqu, Jiang Yueyuan, Li Songyang. Simplified Modelling Method for Spacer Grid of NHR200-II Fuel Assembly[J]. Nuclear Power Engineering, 2021, 42(4): 105-111. doi: 10.13832/j.jnpe.2021.04.0105

NHR200-II燃料组件定位格架简化建模方法研究

doi: 10.13832/j.jnpe.2021.04.0105
详细信息
    作者简介:

    王淅铖(1995—),男,博士研究生,现主要从事反应堆热工水力与安全分析研究,E-mail: xc_wang95@163.com

    通讯作者:

    王鼎渠,E-mail: wangdq@tsinghua.edu.cn

  • 中图分类号: TL327

Simplified Modelling Method for Spacer Grid of NHR200-II Fuel Assembly

  • 摘要: 提出了一种基于NHR200-II供热堆燃料组件定位格架的简化模型。简化建模方法包括2方面:将定位格架上的内刚凸及三弯弹簧用非线性连接器代替;使用梁单元代替实际燃料棒。结合前期关于NHR200-II定位格架的研究成果,确定了非线性连接器的刚度,并通过有限元软件建立了燃料组件简化前后的1×2局部子模型,分析了其固有频率与碰撞特性,证明了简化建模方法的有效性。随后,该简化方法被应用于全尺寸的9×9定位格架模型,研究了格架夹持能力对动力学特性的影响,结果表明,该简化方法可以有效地模拟不同夹紧程度下格架的地震谱响应。综上,从有限元建模角度来看,本文提出的基于NHR200-II燃料组件定位格架的方法是有效的。

     

  • 图  1  NHR200-II燃料组件及其定位格架结构示意图

    Figure  1.  Schematic Diagram of Fuel Assembly and Spacer Grid of NHR200-II

    图  2  简化后1×2模型示意图

    Figure  2.  Simplified Schematic Diagram 1×2 Model

    图  3  计算围带夹持弹簧刚度的仿真模型

    Figure  3.  Simulation Model for Stiffness of Outer-Strap Spring

    图  4  围带夹持弹簧刚度曲线

    Figure  4.  Stiffness of Outer-Strap Springs

    图  5  条带夹持弹簧刚度曲线

    Figure  5.  Stiffness of Inner-Strap Springs

    图  6  固有频率对比

    Figure  6.  Comparison of Natural Frequency

    图  7  XY方向等效质量对比

    Figure  7.  Comparison of Effective Mass in X and Y Directions

    图  8  第1、5阶固有振型对比

    Figure  8.  Comparison of 1st and 5th Mode Shapes

    图  9  锆盒与中格架接触处最大应力对比

    Figure  9.  Comparison of Maximum Mises Stress of Channel at Contact Area between Mid-Grid and Channel

    图  10  锆盒与上格架接触处最大应力对比

    Figure  10.  Comparison of Maximum Mises Stress of Channel at Contact Area between Top-Grid and Channel

    图  11  围带夹持弹簧夹持力对比

    Figure  11.  Comparison of Clamping Force of Outer-Strap Spring    

    图  12  9×9 定位格架模型俯视图

    Figure  12.  Top View of 9×9 Spacer Grid

    图  13  燃料组件中间格架处截段示意图

    Figure  13.  Fuel Assembly Section at Mid-Grid

    图  14  格架外刚凸碰撞合力

    Figure  14.  Resultant Contact Force between Channel and Grid Outer Dimple

    图  15  围带夹持弹簧相对位移

    Figure  15.  Relative Displacement of Outer-Strap

    表  1  连接器属性

    Table  1.   Connector Properties

    编号夹紧程
    度/%
    弹簧刚
    度/%
    预紧力/
    N
    摩擦力刚度/
    (N·mm−1)
    寿期状态
    C99-C1100100121120寿期初
    C99-C2501006560寿期中
    C99-C3010000寿期末
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-05-26
  • 修回日期:  2021-01-22
  • 刊出日期:  2021-08-15

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