核电主设备接管安全端焊接接头力学性能和结构完整性评价

发布时间：2021-07-10 23:21

　　异种金属焊接接头被广泛使用在核电厂的一回路系统中,主要用于连接压力容器（如反应堆压力容器、蒸汽发生器和稳压器）的铁素体钢管嘴和奥氏体不锈钢安全端。核电运行历史表明,接管安全端异种金属焊接接头是容易发生失效的薄弱环节。因此,需要对不同制造工艺的安全端异种金属焊接接头的力学性能和结构完整性进行研究,以优化制造工艺,保障其服役的安全性。本文首先按照R6选择3的方法构建了不同制造工艺的安全端异种金属焊接结构的失效评定图,研究了裂纹尺寸和裂纹位置对失效评定曲线（FAC）的影响规律。其次,对五种不同制造工艺的安全端异种金属焊接接头的力学性能和断裂韧性进行了试验测试研究。最后,利用建立的失效评定图,评定了五种不同制造工艺的安全端异种金属焊接结构的安全性。研究得到的主要结果如下:（1）无隔离层（三材料）和含隔离层（四材料）两种工艺制造的安全端异种金属焊接结构的极限载荷相近,失效评定曲线（FAC）基本相同。随裂纹位置向接管嘴移动,FAC上移,裂纹安全性提高。随裂纹深度和长度的增加,FAC下移,裂纹安全性降低。从结构强度考虑,三材料安全端焊接结构的设计和制造是可行的,可以在保证结构强度的条件下,降低制造成... 

【文章来源】：华东理工大学上海市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：103 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景和意义
    1.2 研究现状及不足
    1.3 目前研究存在的问题
    1.4 本文研究内容
第2章 核电压力容器接管安全端不同焊接结构的失效评定图
    2.1 前言
    2.2 结构完整性评定的失效评定图法
    2.3 安全端异种金属焊接结构的有限元建模
        2.3.1 安全端结构几何尺寸和材料参数
        2.3.2 安全端焊接结构三维有限元模型的建立
    2.4 失效评定图的构建方法
        2.4.1 接管安全端结构极限载荷的确定
        2.4.2 失效评定图的构建方法
    2.5 结果与讨论
        2.5.1 裂纹位置对失效评定图的影响
        2.5.2 裂纹尺寸对失效评定图的影响
        2.5.3 三材料和四材料安全端结构失效评定图的比较
    2.6 小结
第3章 安全端焊接结构应力分析与各工况载荷限值的确定
    3.1 前言
    3.2 无裂纹安全端焊接结构应力分析与各工况载荷限值的确定
        3.2.1 应力分类
        3.2.2 核电厂运行的工况
        3.2.3 应力强度限制
    3.3 不含裂纹安全端的极限载荷分析
    3.4 小结
第4章 不同制造工艺的接管安全端焊接接头的拉伸力学性能和断裂韧性
    4.1 前言
    4.2 接管安全端焊接接头材料与制造
    4.3 实验方法和程序
    4.4 试验方法
        4.4.1 圆棒拉伸试验
        4.4.2 断裂韧性试样预制疲劳裂纹的方法
        4.4.3 SEN(B)试样J-R阻力曲线和断裂韧性测试方法
    4.5 J-R阻力曲线和断裂韧性的计算
    4.6 拉伸试验结果
    4.7 高温下五种焊接接头J-R阻力曲线和断裂韧性试验结果
        4.7.1 载荷-位移曲线
        4.7.2 高温下的J-R阻力曲线与断裂韧性
    4.8 小结
第5章 不同制造工艺的接管安全端焊接结构的完整性评价
    5.1 前言
    5.2 含隔离层安全端焊接结构的完整性评定
    5.3 无隔离层安全端焊接结构的完整性评定
    5.4 含隔离层挖槽补焊接头结构的完整性评定
    5.5 无隔离层挖槽补焊接头结构的完整性评定
    5.6 临界载荷分析
    5.7 小结
第6章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间的成果及参与项目


【参考文献】：
期刊论文
[1]低碳约束下中国核电发展及其规模分析[J]. 张生玲,李强.  中国人口·资源与环境. 2015(06)
[2]稳压器接管与安全端异种金属接头的焊接研究[J]. 黄均麟,刘宏斌.  核动力工程. 2013(S1)
[3]核电52M镍基合金异种金属焊接接头的局部断裂行为[J]. 王海涛,王国珍,轩福贞,涂善东,刘长军.  核技术. 2013(04)
[4]核反应堆压力容器安全端焊接方法[J]. 高殿宝,李志杰.  一重技术. 2011(06)
[5]核电厂核2级承压管道抗震设计规范对比分析[J]. 白文婷,戴君武,冯国忠,荣峰.  核动力工程. 2011(05)
[6]核能和平利用的发展历程与前景展望[J]. 欧阳予.  电气技术. 2009(08)
[7]核电站稳压器设备安全端焊接技术[J]. 刘全印.  压力容器. 2009(06)
[8]世界核电现状和发展趋势简介[J]. 彭俊,俞军.  核安全. 2007(04)
[9]镍及镍基合金的焊接[J]. 万军.  锅炉制造. 2004(03)
[10]耐腐蚀镍基合金的焊接[J]. 顾曾迪.  机械工人. 1999(08)

硕士论文
[1]大型先进压水堆核电厂压力容器下筒体及下封头应力评定[D]. 霍永华.首都经济贸易大学 2015



本文编号：3276846