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题目：核安全壳隔离阀的结构分析

摘要:研究核安全壳隔离阀的背景意义，国内外核电阀门发展现状。使用绘图，工程软件和有限元软件进行阀门的设计，通过学习国内外使用ANSYS进行设计检测的经验，进行方案的设计。

关键词：核电 阀门 有限元法 设计规范

1 研究背景及意义

改革开放40多年来，我国的经济发展取得了举世瞩目的成就，经济总量跃居世界第二位。与此同时，我国电力消费快速增长，2011年，我国全社会用电量已居于世界第一位。2017年我国用电量达6.4万亿千瓦，比改革初期增长了24倍多，比整个美国或欧洲的用电总量还多。在我国总发电量中，核能发电量排名第四且每年持续增长。核电占全世界发电总量已经连续17年稳定在16%左右。发展核电对缓解能源危机、满足能源需求、改善能源结构以及控制环境污染和气候变化等方面都做出了显著贡献。世界核电开发运行的实践证明,核电是一种安全、清洁、经济、可靠的能源;世界各国核电发展的经验表明,发展核电是解决能源供应和改善环境的有效途径。但核电厂反应堆内有大量放射性物质，世界范围内也发生过许多因核泄漏而造成大事故的事件，所以各国都十分重视核电站安全问题。

核电站机组的设备中，一座有2套百万kW级核电机组的核电站需各类阀门3万台，按每年有250万kW核电机组开工计算,则每年核电阀门的需求在3.75万台^[1][1]。核电站机组的设备中，安全壳隔离阀是保证系统安全的关键设备，用于压水堆核电厂密闭贯穿反应堆安全壳的内外风道，执行系统的安全功能，切断或接通管路，从而使系统正常运行。当安全壳内发生事故时，安全壳隔离阀能在 3 秒内快速关闭，以防止和减缓事故后安全壳内放射性物质的外逸。所以安全壳隔离阀是保证系统安全的关键设备，其在设计、制造和检验等各个环节上均有远高于普通阀门的要求^[2][2]。核电阀门在实际运行工况中承受海水腐蚀、辐照等因素的影响，为确保其在苛刻工况下能够继续维持其结构和承压边界的完整性及良好的工作特性，要求对其服役行为实施有效的论证和分析，综合评价阀门的受力状态，考核阀门的强度是否符合要求。这样才能帮助我们更安全的使用核能。

2 国内外核安全壳隔离阀的分析现状

2.1 国外核安全壳隔离阀的发展状况