热分层对核级管道寿命影响及监测技术的研究

发布时间：2020-05-07 01:03

【摘要】：在核反应堆工程领域,热分层现象广泛存在于稳压器波动管、给水管等核级管道中。运行经验表明,这种现象影响了核反应堆以及设备的安全运行,会使波动管产生热疲劳失效和裂缝生成,进而由于裂纹扩展而使管道破裂,导致核电厂发生严重的破口失水事故。IAEA也明确要求新建电厂必须考虑热分层效应对稳压器波动管的完整性影响,对具有热分层现象的核级管道需要进行热疲劳监测。在本研究中,以考虑热分层情况下的稳压器波动管为对象,运用CFD方法对波动管的温度分布和应力分布进行了分析研究,并基于C-M方程初步设计了热疲劳监测系统。本文采用三维实体建模的方式,建立了分析稳压器波动管热分层效应的分析模型,并基于CFD法对热分层现象进行了模拟,获得了稳压器波动管温度载荷。对考虑热分层的情况下的波动管应力进行有限元计算,并按照RCC-M规范,评定了波动管的结构安全性并确定了波动管易损薄弱位置。考虑反应堆升温瞬态过程,对热疲劳寿命监测技术进行了研究。利用C#语言初步构建了基于循环和寿命预测的热疲劳监测系统。开发的程序使用修正的应力计算公式计算波动管应力强度,使用雨流计数法统计应力幅值,使用C-M方程预测管道疲劳寿命。测试结果表明,程序能够正确完成计算功能,能够对核级管道的热疲劳寿命进行监测,可实现为工作人员提供直观准确的寿命状态显示功能。本文研究工作为核电厂设备的老化管理和延寿提供了一定的理论和数据支撑。
【图文】：

第 1 章 绪论回路压力调节的可行性，，因此对波动管热疲劳及寿命监测技术的研究是有意义也重要的。我国秦山核电站一期和大亚湾核电站均于90年代初期并网发电，由于NRC在1才发表公告要求业主考虑稳压器波动管中出现的热分层现象，所以在这两个核电初期均未意识稳压器波动管的热分层现象及其所带来的危害。因此，这些核电站能会因工质的热分层现象发生管道的穿壁裂纹。一旦管系由于裂纹扩展而发生破很可能发生核电厂严重的破口失水事故（LOCA事故）。下面先简述热分层现象讨课题的国内外研究现状。.2 核级管系中的热分层流动.2.1 热分层现象

图 1.2 反应堆启动过程波动管一截面温度监测数据层发生的判据.2 的数据记录相关资料[11][12][13]表明，流体在水平管段产生分惯性力之比有关，我们可以用无量纲理查德森数iR 和其变形过iR 和rF 来判断是否发生热分层。2rieGRR 32irg D TG ieuDR 为浮力与粘性力大小之比，忽略粘性变化时，其大小直接取热膨胀系数。雷诺数为惯性力和粘性力大小之比，忽略粘性变化，大小取决
【学位授予单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TL38

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 Anita S.Becker,东华;电池驱动设计中的新型稳压器[J];电子产品世界;2001年05期

2 ;低压降稳压器[J];电子技术应用;2003年06期

3 ;彩电配用稳压器是浪费[J];农村电气化;2003年03期

4 ;大功率-5V降压稳压器[J];仪表技术;2004年04期

5 ;凌特推出应用于工业市场等超低压差稳压器[J];电力设备;2005年12期

6 刘福启;节能型交流稳压器[J];电子世界;2005年01期

7 ;美国国家半导体推出业内首款可作为降压稳压器独立使用的次级线圈后置稳压器[J];电子与电脑;2005年04期

8 于千桂;;稳压器也会伤家电[J];河北农机;2006年04期

9 丁德勤;;利废改制交流稳压器[J];家电检修技术;2006年17期

10 刘春河;姚晓亮;;自制自动交流稳压器[J];电子制作;2006年12期

相关会议论文 前8条

1 关淑萍;李雪松;张元旭;;使用交流稳压器之利弊探讨[A];青岛市医学工程第六次学术交流大会论文集[C];2004年

2 王建涛;陈育海;李鹏飞;;核一级设备稳压器电加热元件的焊接[A];陕西省焊接学术会议论文集[C];2008年

3 时玉香;杨惠云;;医用仪器中常配的几种稳压器的性能比较[A];中华医学会医学工程学分会第四次学术年会浙江医学会医学工程分会98年学术年会论文集[C];1998年

4 王大胜;刘攀;;稳压器波动管不同布置方式对热分层现象的影响[A];中国力学大会——2013论文摘要集[C];2013年

5 薛阳;林静;李媛;冯建彪;;核电站稳压器水位控制系统研究[A];智能化电站技术发展研讨暨电站自动化2013年会论文集[C];2013年

6 余晓菲;张毅雄;艾红雷;;秦山二期扩建工程稳压器波动管热分层应力及疲劳分析[A];中国核科学技术进展报告——中国核学会2009年学术年会论文集（第一卷·第3册）[C];2009年

7 付小波;张大发;;稳压器中的喷雾器故障对压力控制系统的影响分析[A];全国先进制造技术高层论坛暨第八届制造业自动化与信息化技术研讨会论文集[C];2009年

8 汪西虎;;极点跟随的LDO稳压器频率补偿方法[A];中国通信学会第五届学术年会论文集[C];2008年

相关重要报纸文章 前10条

1 本报记者 栗中;充分发挥劳动保障社会发展“稳压器”作用[N];忻州日报;2007年

2 山东 王新涛 编译;宽范围稳压器的设计[N];电子报;2013年

3 本报记者 周洪双;宁夏打造社会和谐“稳压器”[N];光明日报;2014年

4 新华社记者 李钧德 张兴军;筑“稳压器”，农业大省上演“变形记”[N];新华每日电讯;2014年

5 记者 方炜杭;民营粮企是主力军、米缸子、稳压器[N];福建日报;2014年

6 高金祥;美国国家半导体推出 次级线圈后置稳压器[N];电子资讯时报;2005年

7 记者 吴绍冰　通讯员 焦春江 刘建国 韩春明;丰宁打造“稳压器”帮百姓出怨气解难题[N];河北经济日报;2011年

8 陕西 张建东 编译;提高升压稳压器输出范围的电路[N];电子报;2013年

9 湖北 朱少华 编译;处理两个输入电压的双稳压器电路[N];电子报;2014年

10 山西 杨电功;家用伺服式交流稳压器的保护功能及维修[N];电子报;2014年

相关博士学位论文 前4条

1 苏欣平;高压容腔三维流场的有限元数值计算及其在球形稳压器优化设计中的应用研究[D];天津大学;2005年

2 贺士晶;核动力装置参数优化设计[D];哈尔滨工程大学;2010年

3 姜晓丽;四类波动系统的定性分析与数值算法[D];哈尔滨工程大学;2014年

4 刘旭;水平定向穿越回拖过程管道力学研究[D];西南石油大学;2017年

相关硕士学位论文 前10条

1 杨洋;热分层对核级管道寿命影响及监测技术的研究[D];哈尔滨工程大学;2015年

2 曹思民;压水堆核电厂稳压器波动管热纹振荡数值模拟[D];哈尔滨工程大学;2015年

3 费文杰;超高压两级稳压器的设计[D];华南理工大学;2011年

4 董丽涛;农用智能交流稳压器的研究与实现[D];河北科技师范学院;2014年

5 宋淑淑;宽范围输入直流稳压器的研究[D];西安工程大学;2015年

6 许志斌;核电站稳压器机理建模分析及控制研究[D];华南理工大学;2016年

7 李翔宇;基于Cuk变换器的AC/AC型稳压器研究[D];石家庄铁道大学;2016年

8 孙巧智;稳压器波动管的热应力分析[D];华北电力大学(北京);2016年

9 尚锋;一种高性能DC-DC稳压变换器研究[D];合肥工业大学;2016年

10 庄永康;无级无触点交流稳压器的设计与实现[D];湖南大学;2015年

本文编号：2652162