文献综述

1 研究背景及意义

目前，中国正处于工业化进程的关键阶段，除了对能源的需求继续增长，也对能源清洁度提出了更高的要求。核电是世界公认的清洁能源，且伴随着核电技术的发展，核电的安全性与经济性得以提升。由于核电厂的许多设备和部件中聚集着大量的放射性物质，一旦遭到地震破环可能使放射性物质外逸，从而对公众的生命和健康造成危害。如果反应堆系统遭受破坏，可能造成核事故，影响的范围更大。因此在核电厂的设计和建造中必须重视抗震鉴定工作。^[1][1]在核电厂的设备中，阀门虽然只是作为配件，但是其对核电站的正常安全运转具有极其重要的作用。此外，核电阀门的需求占核电设备总投资的5.2%,而阀门维修费一般占核电站维修总额的50%以上。核电阀门的维护成本极高，因此在设计阶段，对阀门在实际运行工况下的结构完整性和可运行性进行分析，计算阀门整体及其主要部件的应力分布和模态的工作具有重大意义。随着中国的核电发展战略由“适度发展”调整为“积极发展”，核电阀门的需求规模将不断扩大^[2][2]。

2 国内外核电阀门抗震分析现状

2.1 国外核电阀门抗震分析的发展状况

核电阀门制造能力较强的是德国和美国。德国是世界最大的阀门出口国。目前国外阀门的科研特点为：试验研究与新产品开发密切结合；内部研究与引进技术密切结合；重视高新技术在阀门上的应用研究，既重视高参数和特殊工况用阀门的试验和阀门基础理论的研究工作，也重视现场试验和改进工作。^[3][3-4]

此外，国外的有限元分析技术日渐成熟，ANSYS软件得到了广泛应用。尤其对于复杂服役环境下的核级阀门而言，应用CAE技术进行抗震分析极大程度上减少了研发试验与维护成本，增加了核电阀门的可靠性。

2.2 我国核电阀门方面的抗震分析现状

改革开放以来，我国大力对核电开发投入资源。发展核电最大的问题是解决安全问题，因此阀门是核能源系统中的薄弱环节。国内核级阀门的抗震分析主要采用经验公式推算与样机试验结合进行，投资大成本高。此外，国内试验技术也不如国外成熟，精度较高的试验设备多数依赖进口。