【摘 要】
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随着核技术在科技上的快速发展和生活中的广泛应用,核电泄漏事故层出不穷,核电的安全问题成为我们关注的焦点。及时、妥善地处理进入退役阶段的核设施是我国能否顺利发展核电的前提。尤其是对废弃核设施安全壳的处理,作为核设施的保护屏障,安全壳具有体积庞大、外壁极厚的特点,安全壳的拆除是解体工作的关键一步。因此,如何安全且高效地拆除安全壳是目前急需解决的问题。本课题源自中央高校基金项目、国家自然科学基金项目“核
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随着核技术在科技上的快速发展和生活中的广泛应用,核电泄漏事故层出不穷,核电的安全问题成为我们关注的焦点。及时、妥善地处理进入退役阶段的核设施是我国能否顺利发展核电的前提。尤其是对废弃核设施安全壳的处理,作为核设施的保护屏障,安全壳具有体积庞大、外壁极厚的特点,安全壳的拆除是解体工作的关键一步。因此,如何安全且高效地拆除安全壳是目前急需解决的问题。本课题源自中央高校基金项目、国家自然科学基金项目“核设施退役解体关键技术研究”(HEUCFP201848)。以废弃核设施的解体拆除为背景,设计一种可远程操纵、可变换切割姿态的金刚石绳锯机,适用于切割厚度为1000mm,直径为39000mm,高度为60000mm,由钢筋混凝土组成的核设施安全壳。论文首先分析了在国内外废弃核设施拆除的技术方法和发展现状,阐述了绳锯机系统中冷却方式与磨损特性的研究成果,明确了采用金刚石绳锯机切割核设施安全壳的设计目标。通过分析核设施安全壳的切割机理和工作环境,提出用于废弃核设施拆除的金刚石绳锯机的总体设计方案。根据工况和技术要求,设计绳锯机本体结构,并结合理论计算初步选定绳锯机的切削参数范围。基于AdvantEdge仿真软件,建立金刚石绳锯机的单颗粒切割钢筋混凝土材料的几何模型,研究不同冷却方式对切削热的影响情况。通过对金刚石颗粒的切削力和切削温度场进行仿真分析,确定降温效果、润滑效果最好的冷却方式。建立金刚石颗粒的切削磨损模型,采用多次单因素试验法研究不同切削参数对金刚石磨损特性的影响规律。在理论计算的基础上,通过仿真分析进一步确定绳锯机的切削参数范围。利用金刚石绳锯机切割钢筋混凝土样块的实验验证仿真结果,通过实验研究不同切削参数对金刚石串珠的磨损影响,实验结果与仿真结果相互修正,最终确定金刚石绳锯机的切削参数范围。
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