核电站蒸发器传热管安全评定方法的研究

论文摘要

蒸汽发生器是核电厂压水堆动力装置的关键设备之一,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。如果蒸发器传热管发生破裂,将会导致紧急停堆等一系列的安全问题。本文以含缺陷核电站蒸发器传热管的强度为研究对象,给出安全、可靠、易于使用的核电站蒸发器传热管的安全评定方法。主要工作及研究成果如下：(1)针对Incoloy800传热管进行了弹性有限元分析,与理论结果对比,验证了建模的正确性。(2)在对比研究实验及数值模拟的基础上,确定合理的流变应力,研究表明采用该流变应力进行数值计算,能得到偏保守的爆破压计算结果。(3)得到了体积型缺陷各向尺寸对传热管爆破压的影响规律。(4)针对Incoloy800镍基合金φ22×1.22mm规格的传热管,给出了两级缺陷评定方法,该方法可在现有的检测手段及方法下使用,为进一步挖掘含缺陷的传热管的潜力做好了技术储备。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 蒸发器及传热管的概况
• 1.3 国内外相关领域的技术规范
• 1.3.1 引言
• 1.3.2 国外相关领域的技术规范
• 1.3.3 国内相关领域的技术规范
• 1.3.4 其他相关研究
• 1.3.5 对上述规范及研究的简要评述
• 1.4 有限元方法及软件介绍
• 1.4.1 有限元方法的介绍
• 1.4.2 有限元软件的介绍
• 1.5 本课题研究的目的和内容
• 1.5.1 研究目的
• 1.5.2 研究路线
• 1.5.3 研究内容
• 第2章 无缺陷传热管弹性应力分析
• 2.1 引言
• 2.2 传热管在内压下的弹性应力分析
• 2.2.1 蒸发器传热管的基本数据
• 2.2.2 无缺陷蒸发器传热管的模型建立
• 2.2.3 边界条件及载荷的施加
• 2.2.4 传热管应力分布
• 2.2.5 数据计算结果
• 2.2.6 理论计算结果
• 2.3 小结
• 第3章 含缺陷传热管安全准则及流变应力的确定
• 3.1 引言
• 3.2 内压管道发生塑性失效的过程
• B作为传热管安全评定标准'>3.3 以爆破压P_B作为传热管安全评定标准
• 3.4 传热管爆破压的求法
• 3.4.1 福贝尔公式法
• 3.4.2 塑性失效载荷数值模拟方法
• 3.5 流变应力的确定
• 3.6 含缺陷传热管爆破压的估算值与实验值的比较
• 3.6.1 德国对Incoloy800传热管爆破试验数据
• 3.6.2 相同缺陷传热管爆破压的数值模型
• 3.6.3 含缺陷传热管爆破压的试验值与估算值的比较
• 3.7 小结
• 第4章 缺陷对传热管爆破压影响规律的研究
• 4.1 引言
• 4.2 传热管体积缺陷及其规则化概述
• 4.3 规则化后含缺陷传热管爆破压的有限元计算
• 4.4 规则化后各缺陷尺寸对传热管强度影响规律
• 4.4.1 各缺陷尺寸对传热管爆破压的影响
• 4.4.2 爆破压及各缺陷尺寸的无量纲化
• 4.4.3 各缺陷尺寸对爆破压的影响规律
• 4.5 小结
• 第5章 含缺陷传热管安全评定方法的研究
• 5.1 引言
• 5.2 德国对Incoloy800传热管的试验研究
• 5.3 以爆破压为基准的Incoloy800传热管缺陷评定方法
• 5.4 对比Incoloy800与Inconel690两种传热管的安全评定方法
• 5.5 小结
• 第6章 结论与展望
• 参考文献
• 致谢