在核电厂极限设计事故工况时,由于动力载荷的作用,反应堆冷却剂系统内部存在诸多流体与固体耦合现象,采用流体附加质量的方法等效系统内部的流固耦合现象。对反应堆冷却剂系统中存在的流固耦合附加耦合质量的计算方法进行研究,梳理燃料组件之间、吊篮与燃料组件之间、压力容器筒体与吊篮之间以及蒸汽发生器传热管之间流固耦合质量的计算方法,有效模拟流体和固体之间的耦合效应,为建立动力分析模型提供有力的技术支持。

反应堆结构的流致振动问题与核安全直接相关。为了完成反应堆堆内构件的流致振动分析,需要先对反应堆堆内构件振动特性进行分析。文中建立吊篮及其主要附属结构在空气和安装于反应堆压力容器内水下环境中的三维有限元模型,并分别进行了振动特性分析,使用ANSYS软件得到其梁式模态和壳式模态。

当湍流流过燃料棒表面时,湍流速度分量产生表面随机压力脉动。采用随机振动响应的模态分析技术,得出圆柱体横向振动位移的均方值一般表达形式。根据压水堆燃料棒的结构和流场分布特征,将作用在燃料棒上的流体力等效为脉动随机载荷,引入湍流功率谱密度函数,结合相关功率谱密度试验参数,推导每阶模态的振动位移均方值。分别讨论轴向和横向流引起的各阶模态的振动幅值,并给出各阶模态的对数衰减阻尼,轴向和横向流引起的振动幅值采用线性组合方法,对各阶模态的采用10%的模态组合方法得到所有模态的燃料棒振动幅值,给出了完整的燃料棒轴向和横向湍流激励振动总幅值的通用计算方法和分析流程。