球床模块式高温气冷堆示范电站HTR-PM(High Temperature Reactor–Pebblebed Modules),属于我国十二五国家科技重大专项之一。乏燃料贮存关键技术研究及工程验证是该科技专项的重要子课题。其中的一个重要内容是乏燃料贮罐在跌落工况下的安全性验证,这主要是用于测试乏燃料贮存系统关键设备之一的乏燃料贮罐,在极端的情况下,从井口跌落至贮存竖井底部时的损坏情况,以验证乏燃料贮罐结构设计的正确性和可靠性。相比于现有相关乏燃料容器跌落实验,HTR-PM乏燃料贮罐跌落具有跌落高度高、无独立缓冲器、贮罐为薄壁结构等特点,具有比较大的难点,需要进行深入的分析和计算,本文即针对此问题开展研究。由于全尺寸实验验证成本较高,故全尺寸实验前将采用缩比模型进行跌落实验。本文首先对缩比理论进行研究分析,说明了缩比尺寸实验的可行性。再对于贮罐跌落安全性准则进行分析,确定了在进行贮罐跌落仿真计算时其安全性的判断方法。基于理论分析,本文对于全尺寸贮罐及缩比尺寸贮罐的两种跌落工况(贮罐跌落至支座上及贮罐跌落至已经放置的贮罐上)使用LS-DYNA程序进行了仿真计算,同时对于跌落时可能存在的贮罐倾斜等情况进行了研究,最终根据安全性准则对于跌落的安全性进行了判定。研究成果:1、乏燃料贮罐包容边界在各工况下均未发生破坏,且贮罐形变未影响回取,验证了贮罐跌落的安全性;2、缩比模型跌落相较于全尺寸原型跌落,结果符合缩比理论,验证了缩比尺寸实验的可行性;3、贮罐在初始倾斜、中心偏移、角度偏移等情况下跌落,计算结果存在差异,但是对于安全性判定的影响不大;4、对于实验中应变片及加速度传感器等的选取和布置提供了理论依据;5、为后续的实验设计提供了计算支持。