李国栋 彭宇 王晓童 张尚林 段春辉

摘 要：反应堆堆内构件关键间隙优化设计是反应堆结构设计中的重要一环，合理的设计能够有效保证反应堆的顺利安装以及稳定运行。本文以模块式小型堆三维模型为研究对象，采用理论分析和数值模拟相结合的方法，利用ANSYS17.2对反应堆结构中三种典型间隙进行数值模拟及分析。

关键词：小型堆;反应堆结构;三维;关键间隙

模块式小型堆作为一体化压水堆，压力容器与堆内构件之间的冷态间隙设计，是其结构总体设计的要点之一[1]。间隙值设计过大，会降低堆内构件导向筒的对中精度，严重影响到控制棒安全落棒;间隙值过小，压力容器与堆内构件干涉的风险将大大增加，诸如地震工况、LOCA工况等，更容易发生堆内构件损坏，功能失效的风险[2]。设计合理的间隙值既能够在补偿压力容器与堆内构件之间的热膨胀差以及制造公差的前提下，保证堆内构件与压力容器在运行过程中不会出现干涉现象，还可以确保堆内构件的定位、驱动线的对中等功能实现。

针对反应堆结构关键间隙的优化设计，国内学者开展的研究工作较少。姚伟达等[3]提出将模态叠加法应用在求解地震载荷下部件由于间隙而产生的碰撞问题。于雷等[4]详细介绍了经验公式法在计算反应堆稳定工况下堆内构件与压力容器出口管嘴间隙的应用。胡朝威等[5]利用理论分析与数值模拟相结合的手段，提出了一种适用于华龙一号的反应堆关键间隙设计优化方法。……