【EDF開源CAE】核電站安全殼壽期模擬

2021年7月27日 17:09
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【EDF開源CAE】核電站安全殼壽期模擬的圖1

Code_Aster是法國電力集團（EDF）研發的一款開源有限元仿真軟件，適用于固體力學、熱學和聲學等物理現象，具體細分為靜力學、動力學、土-結構相互作用、流固耦合、傳熱學等方面的仿真分析，具備廣闊的應用場景。Code_Aster通過核工業認證，滿足法國核安全局和英國核監管部門要求，在各工業領域尤其是能源電力領域有大量的工程和研發應用案例。

工業應用背景

【EDF開源CAE】核電站安全殼壽期模擬的圖2

VeRCoRs : Vérification Réaliste du Confinement des Réacteurs，即反應堆密封性的實際檢驗方法


  • 證明EDF雙層安全殼結構在嚴重事故(LOCA)情況下的可靠性

  • 研究混凝土破壞機理隨時間的變化以及運行60年后安全殼的泄露情況


【EDF開源CAE】核電站安全殼壽期模擬的圖3


研究目的

  • 保證基于模型的模擬計算結果應用在全尺寸安全殼時的有效性


科技應用

全配置模型為模擬計算提供實驗數據

  • 光纖，應變測量(弦振動)

  • 相比全尺寸建筑，老化速度快9倍


全壽期模型的數值復制

  • 考慮所有混凝土模型相關現象


全尺寸模型的數值復制

  • 與實地測量進行比較


【EDF開源CAE】核電站安全殼壽期模擬的圖4


科技應用

【EDF開源CAE】核電站安全殼壽期模擬的圖5【EDF開源CAE】核電站安全殼壽期模擬的圖6



成果展示

  • 干縮（左：模型中8個月、全尺寸模型中6年的老化模擬；右：模型中6年、全尺寸模型中54年的老化模擬）


【EDF開源CAE】核電站安全殼壽期模擬的圖7


  • 蠕變（左：模型中6年的老化模擬；右：全尺寸模型中54年的老化模擬）


【EDF開源CAE】核電站安全殼壽期模擬的圖8


結論

  • 干縮加速比為9

  • 蠕變加速比仍低于9

  • 模型缺少部分元素，如混凝土的熱激活能

  • 在網格線預應力時考慮初衰

  • 為之后的模擬提供支持

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【EDF開源CAE】核電站安全殼壽期模擬的圖9


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