安全壳人员闸门和设备闸门是保证安全壳压力边界密封性和完整性的重要组成部分。闸门密封性直接关系到人员的安全性。闸门通过O形密封圈实现密封功能,本文采用ANSYS Workbench17.0建立O形密封圈二维轴对称模型,通过两个荷载步模拟密封圈预压缩和受介质压力两种状态,研究不同密封沟槽尺寸、不同初始压缩率以及不同O形圈硬度下O形密封圈的变形、应力和最大接触应力的变化,为闸门密封设计提供依据和参考。

浮动堆长期处于海洋环境中,其安全壳设备闸门处于海洋环境下浮动堆的随机运动状态中,同时外部的冲击事故也会对其结构造成严重破坏,由设备闸门与安全壳一起形成第三层屏蔽,包容放射性物质,是安全壳压力边界的重要组成部分,也是安全壳压力边界较薄弱的环节,因此设备闸门密封性能对于浮动堆的核安全至关重要。结合水动力学和瞬态动力学,分析事故工况下设备闸门密封面上下法兰的变形,提取最大变形处相对位移值,构建二维密封面模型模拟事故工况下密封面变形情况,并基于二参数的Mooney-Rivlin本构模型描述密封圈材料的应变能函数,分析密封圈总体变形、应力分布、接触应力分布,结合试验数据判定海洋环境下浮动堆设备闸门事故工况下密封性能分析。