低温供热堆燃料组件抗震研究
摘要
核能发电利用核能转化成热能再转化成电能，而如果仅仅利用核能转化成热能，
便可实现高效的、环保的供热，这便是低温供热堆为城市供热的基本原理。因为低温
供热堆的主要目的是为了城市供热，其厂址离城市不会太远，这就造成了其抗震设防
的烈度要比一般建筑高，其抗震的安全性需要重点研究。燃料组件是反应堆的核心部
件，国内外对低温供热堆的燃料组件的研究相对较少，本文以低温供热堆燃料组件作
为研究对象，对其地震反应进行研究，提出优化结构的方案，为低温供热堆燃料组件
的抗震研究提供思路。
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本文的研究工作可以分为如下的个部分：
(1)以某低温供热堆燃料组件结构为背景，为了方便计算和研究，提出了简化其
各部位的实际结构的方法，根据现实的工作环境，设置相近的边界条件，最终建立其
简化的整体仿真计算模型。
(2)对简化后的仿真计算模型进行模态分析，通过理论和仿真软件分析低温供热
堆燃料组件模型的振动特点，并利用模态分析的结果进行反应谱分析。
(3)根据《核电站抗震设计规范》，选取适合于该低温供热核电站的地震波，使
用时程分析方法研究燃料组件对于地震的响应，分析其在安全停堆地震动（Safe
ShutdownEarthquake，SSE地震）作用下能否实现安全停堆。
(4)针对低温供热堆燃料组件的极限承载力对模型进行分析，利用线性屈曲分析
和非线性屈曲分析的方法，分析模型在极端情况下的失稳情况，计算了结构在地震中
骨架的极限承载能力。
(5)基于静力弹塑性分析方法（Pushover方法），提出低温供热堆燃料组件的优
化方案，通过各优化方案计算得到的性能点的对比分析，确认最终优化方案。
结果表明设计的低温供热堆燃料组件不能在SSE地震作用在实现安全停堆，而基
于静力弹塑性分析方法得到的优化模型提高了结构的抗震性能，从而能实现安全停堆。
本文对低温供热堆燃料组件结构进行了抗震研究，得到的成果能为低温供热堆的
发展贡献力量。
关键词：低温供热堆燃料组件；安全停堆；时程分析方法；屈曲分析；静力弹塑性分
析方法
哈尔滨工程大学硕士学位论文
Abstract
Nuclearpowergenerationusesnuclearenergytoconvertheatintoelectricity,andif
nuclearenergyisconvertedtoheatalone,efficient,environmentallyfriendlyheatingcanbe
achieved,whichisthebasicprinciplebehindtherealizationoflow-temperatureheatingreactors
toheatcities.Becausethemainpurposeoflowtemperatureheatingreactorisforcityheating,
thesiteisnottoofarfromthecity,whichresultsinitsseismicfortificationintensityishigher
thanthegeneralbuilding,itsseismicsafetyneedstobefocusedon.Thefuelassemblyisthe
corecomponentofthereactor,andtherearerelativelyfewresearchesonthefuelassemblyof
low-temperatureheatingreactorathomeandabroad.Inthispaper,thefuelassemblyoflow-
temperatureheatingreactoristakenastheresearchobj