AP1000核电安全端结构几何和异种金属材料性能失配对安全评定的影响

发布时间：2024-02-18 04:16

　　核反应堆压力容器和一回路主管道是核电站核岛的关键设备,其接管安全端的异种金属焊接接头是发生失效的薄弱环节,对核电设备的安全运行产生严重影响。目前,国内外还没有适用于核电接管安全端的专用缺陷评定方法,关于裂纹位置、管嘴几何结构和材料性能失配对其安全评定的影响也缺乏理解和研究。本文建立了AP1000核反应堆压力容器接管安全端的三维有限元模型,构建与安全端裂纹位置、复杂结构几何及异种金属焊接接头区复杂材料相关的专用失效评定图,分析裂纹位置、管嘴几何和接头材料性能失配对安全评定的影响。对位于接头性能最薄弱处的界面裂纹,构建了LBB评定图,分析了外加载荷和材料韧性对LBB评定的影响。研究得到的主要结果如下： (1)含裂纹的安全端结构的极限载荷主要由屈服强度最低的316L材料的塑性失效控制,裂纹位置对极限载荷的影响不大。当裂纹位于接头区不同位置时,裂尖区材料性能的不同及其失配影响失效评定曲线；当裂纹位置靠近管嘴时,管嘴几何结构对裂纹的屏蔽作用,也使失效评定曲线上移。 (2)当未穿透裂纹远离管嘴几何变化处时,接管安全端的失效评定曲线与简化的直管的失效评定曲线相差不大；而当裂纹靠近管嘴几何变化处时,简...

【文章页数】：101 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
目录
第1章 绪论
    1.1 课题背景和意义
    1.2 国内外的研究发展和不足
        1.2.1 国内外的研究发展
        1.2.2 存在的问题
    1.3 本文研究内容和方法
第2章 裂纹位置对AP1000核电安全端失效评定图的影响
    2.1 前言
    2.2 含缺陷结构的安全评定方法
    2.3 含环向裂纹的接管安全端失效评定图的构建方法
        2.3.1 接管安全端的有限元建模
        2.3.2 接管安全端极限载荷的确定
        2.3.3 有限元计算的J积分值
        2.3.4 截断线的确定
    2.4 裂纹位置对失效评定图的影响
        2.4.1 裂纹位置对极限载荷的影响
        2.4.2 裂纹位置对失效评定曲线的影响
    2.5 接管安全端与裂纹位置相关的失效评定图的应用
    2.6 小结
第3章 接管安全端几何结构对其失效评定曲线的影响
    3.1 前言
    3.2 管嘴几何对未穿透裂纹失效评定图的影响
        3.2.1 含未穿透裂纹的直管的极限载荷
        3.2.2 含未穿透裂纹的直管的J积分与失效评定曲线
    3.3 管嘴几何对含穿透裂纹失效评定图的影响
        3.3.1 含穿透裂纹结构的极限载荷
        3.3.2 含穿透裂纹结构的Je和J值
        3.3.3 含穿透裂纹的接管安全端与简化直管的失效评定图的比较
    3.4 小结
第4章 安全端异种金属材料性能失配对失效评定曲线的影响
    4.1 前言
    4.2 接管安全端的均质材料简化
        4.2.1 极限载荷的确定
        4.2.2 J和Je的确定
        4.2.3 失效评定曲线的对比
    4.3 材料性能的失配对失效评定曲线的影响
        4.3.1 左边母材性能改变对失效评定曲线的影响
        4.3.2 右边母材性能改变对失效评定曲线的影响
    4.4 焊缝与堆焊层材料性能对失效评定曲线的影响
    4.5 小结
第5章 核电安全端异种金属焊接接头材料界面的破前漏评定分析
    5.1 前言
    5.2 先漏后爆(LBB)评定准则简介
        5.2.1 LBB基本概念
        5.2.2 裂纹的扩展特性
        5.2.3 LBB的分析过程
    5.3 LBB评定图的构建
        5.3.1 韧带失稳线的确定
        5.3.2 临界穿透裂纹尺寸的确定
        5.3.3 可检测泄漏率的裂纹长度计算
        5.3.4 LBB评定图的构建
    5.4 外加弯矩载荷和材料J_R阻力曲线对LBB分析评定的影响
        5.4.1 外加弯矩载荷对LBB分析评定的影响
        5.4.2 材料J_R阻力曲线对LBB分析评定的影响
    5.5 小结
第6章 总结
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的学术论文



本文编号：3901884