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核电站反应堆压力容器(RPV)是主回路冷却剂压力边界屏障的重要设备,也是核电站中最为关键的部件之一,具有高温、高压、强放射性的特点。密封失效是较RPV的疲劳失效、安定性失效和断裂失效更为基本和常见的失效形式,作为直接密封反应堆内冷却剂介质的RPV顶盖与法兰密封是其设计与制造中的关键技术之一,是RPV在运行和试验工况下不发生放射性物质泄漏的重要保证,其密封性能直接关系到能否正常开堆运行。本文针对CAP1400反应堆压力容器用O形密封环,通过试验研究Inconel718合金管材压缩-回弹特性,分析镀银层对其变形特性的影响。运用ABAQUS有限元分析软件,对O形密封环的变形特性进行弹塑性数值模拟和分析计算,研究影响O形密封环密封特性的一些关键因素,如压缩率、环管尺寸(包括截面直径d、壁厚t和外径D)以及安装沟槽间隙对O形密封环回弹量、线比压等的影响。有限元分析结果表明:压缩率影响O形密封环工作时的线比压,且决定其回弹能力,压缩率控制在15%-20%时具有足够的线比压和较高的回弹性能;环管尺寸影响接触面上的接触应力分布,不仅对回弹量及线比压有很大影响,而且会对O形密封环造成塌陷等现象;具有一定安装沟槽侧壁间隙的密封比压可提高13.1%,回弹性能也有所增加,此外,O形密封环与沟槽侧壁发生接触后不仅起到了二次密封的作用,而且随着内压的增大,可有效防止O形密封环发生崩溃。通过O形密封环的压缩-回弹试验、气密性试验、水压试验等密封相关性实验研究,进一步证实了有限元模拟的正确性。结果表明:O形密封环初始压缩率决定其线比压大小,线比压影响气密性。由变形-载荷性能曲线可知不同压缩率下的线比压,然后,由泄漏率曲线可获得O形密封环初始密封载荷及最小操作密封载荷值。不同预定压缩率下,O形密封环初始密封载荷值均为800KN左右,才能对O形密封环进行有效密封。