关于LWR设备设计中考虑环境对疲劳影响问题的探讨

来源 :第十六届全国反应堆结构力学会议 | 被引量 : 0次 | 上传用户:pengxianwei1986
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本文介绍了目前世界各国对LWR设备考虑环境疲劳影响的研究现状以及NRCRG1.207对新建核电厂时考虑环境对疲劳分析影响的要求,对于如何在新建核电厂设计阶段考虑环境对疲劳影响进行了探讨.同时也对如何在ASME规范第III卷疲劳分析方法中考虑环境影响提出建议。
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接触问题是一种高度非线性行为,需要较大的计算资源.为了进行有效的的计算,理解问题的特性和建立合理的模型非常重要.核电站厂房中通常使用大量的管夹,为了使用的安全性,必须进行应力分析与评定.按照RCC-M规范评定管夹.评定结果表明在所承受载荷作用下管夹满足规范对其强度的要求.
由于安装时遇到一些问题,需要对管道支吊架设置进行优化.对于低温堆长直管道连接设备的情况,管端热推力的影响也会非常大,可以用截断法来限制管端推力降低接管载荷.对柔性较大的管道连接设备的情况,可以使用增加固定支撑的办法来降低接管载荷.对于热胀和地震应力同时很大的情况,可首先满足抗震要求,再设法通过改变管系模型边界等方法释放热膨胀,从而避免采用昂贵的阻尼器,以降低成本.
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核一级管道力学分析有许多特殊的要求,为防止疲劳失效,RCC-M规范规定除应考虑自重、压力等载荷变化导致的应力变化外,核一级管道必须考虑热膨胀和热弯曲应力变化对累积损伤因子的影响.本文以岭澳一期工程辅助系统某管道为例,通过有限元软件和专用管道系统应力分析程序SYSPIPE确定管道在热、压力和机械载荷作用下各瞬态工况应力变化,采用雨流计数法计算累积使用系数进行疲劳分析和评定.
蒸汽发生器蒸汽出口处安装有限流器,其为开孔结构.首先应用ASME规范附录中的方法将限流器等效为实心结构,并用轴对称模型求解;其次采用三维实体模型进行求解.文中对两种不同模型所得结果进行了对比分析,比较了两种计算方法的优缺点.在解决了SG蒸汽出口接管组件计算分析问题的同时,还论证了采用等效方法处理开孔结构的可行性,以及三维实体模型处理应力集中等问题的合理性,为设备的应力分析及结构优化设计提供了依据.
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法兰螺栓预紧力的均匀分布对于核能、化工等高压密封容器的长期可靠服役具有重要影响.由于螺栓数目众多引起的分析模型大、上下法兰面接触引起的接触非线性、分组分阶段螺栓预紧引起的多分析工况,导致难以采用有限元方法来精确模拟螺栓预紧过程.现代软硬件的发展,使得大规模快速有限元分析能够方便实现.以ADVENTURECluster软件为例,通过对高温气冷堆一回路压力容器42个M88主螺栓的分组分阶段预紧过程进行
蒸发器传热管的局部腐蚀减薄及机械磨损是导致其承压能力降低而破裂的主要原因,本文借鉴极限载荷分析方法,探讨采用数值模拟手段估算蒸发器传热管的爆破压力,在此基础上,研究了体积型缺陷各尺寸对传热管爆破压的影响规律.
法兰密封失效是核级管道的最基本失效形式之一,研究其密封性能具有十分重要的意义.本文应用RCC-M规范,研究法兰的安全评定的方法,并且通过建立螺栓连接法兰结构的三维有限元模型,对比RCC-M规范和有限元分析结果,考虑各工况下管道的载荷以及螺栓的预紧力,以研究各因素对螺栓连接法兰强度和密封性的影响.