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主蒸汽隔离阀是压水堆核电站二回路关键设备之一,其主要功能是在主蒸汽管线发生破裂事故时进行主蒸汽隔离,防止事故进一步恶化。国内某核电厂主蒸汽隔离阀在正常运行中出现噪声和振动偏大的现象,而且在之后的大修期间,通过设备解体发现隔离阀闸板和安全阀阀内构件出现不同程度的损伤。主蒸汽隔离阀造成的振动和噪声偏大直接影响到主蒸汽管道、主蒸汽隔离阀以及主蒸汽安全阀的安全使用。因此,对主蒸汽隔离阀疲劳分析及寿命监测系统研究对保证核电厂安全具有十分重要的意义。本文基于ASME核电厂运行与维修规范(ASME OM-S/G 2000 PART3),提出了改进型的振动应力以及振动疲劳寿命评估方法,并对主蒸汽隔离阀管系进行振动应力评估以及振动疲劳寿命评估。分析结果表明,管系结构频率响应分析计算得到的振动交变应力大于规范中的允许值,进一步用频域法对振动疲劳寿命评估结果表明,管系振动疲劳寿命高于设计寿命,有一定的安全裕量。另一方面,本文利用有限元接触法对闸板和导向条进行非线性接触分析,计算得到闸板和导向条的接触压力和滑移量以及危险截面的应力以及应变值。本文提出采用临界面SWT法计算微动裂纹扩展方向以及预测微动疲劳寿命,计算及分析结果表明,微动疲劳裂纹萌生位置为闸板与导向条接触边缘位置。微动疲劳寿命预测结果表明在最大载荷下,对主蒸汽隔离阀运行留有较大安全裕量。基于LabVIEW虚拟仪器软件设计了主蒸汽隔离阀疲劳寿命监测系统,仿真分析表明该系统能够对主蒸汽隔离阀疲劳寿命进行实时和离线监测,并具有采样误差小、信噪比高的特点,可实现为运行人员提供直观准确的寿命状态显示和状态分析功能。本文的工作完善了核电厂主蒸汽隔离阀管系振动评估方法,对阀门闸板微动疲劳寿命预测提供了有效的方法。寿命监测系统能为设备提供更加准确的寿命数据,为核电厂设备的老化管理和延寿提供了数据支撑。