某核电厂蒸汽发生器进口接管应力分析与评定

发布时间：2020-06-29 07:21

【摘要】：在核电站的运行过程中,蒸汽发生器进口接管需承受自重、内压、热膨胀、地震和管道载荷。为了保证反应堆安全正常运行,必须确保蒸汽发生器进口接管的完整性。本文遵循ASME第三卷的要求,利用有限元法进行了进口接管的静力分析研究。首先,参照某类蒸汽发生器的设计规范书,整理了设计基本载荷、管道载荷等参数以及不同工况的载荷组合,得到蒸汽发生器应力分析的技术要求。其次,利用Pro/E软件建立接管的三维实体模型,得到进口接管的全模型,同时对模型其他地方进行了适当的简化。再次,利用专业化的网格划分软件HyperMesh对实体模型进行六面体网格划分,以得到规整的六面体网格,讨论了分块的策略和网格尺寸控制等网格划分方法,从而得到较为规整的六面体网格以及合理的精度。在有限元分析前处理的载荷施加部分,考虑了集中力载荷的施加方法,利用组合优化的办法寻找出最不利的集中力载荷组合。在边界条件部分,讨论了几种可能的边界条件,并确定出使应力最大的边界条件,以此边界条件的计算结果作为与相关规范对比的标准。然后,在稳态静力分析中,按照ASME法规和技术规范书的要求,详细地对蒸汽发生器进口接管进行设计工况、正常工况(A级工况)、异常工况(B级工况)、危急工况(C级工况)、事故工况(D级工况)等几种工况下的有限元分析计算,得到进口接管的应力分布云图、最大应力值,考核接管的薄膜应力、薄膜加弯曲应力等应力的大小和水平,按照ASME规范的应力限值对进口接管的计算结果进行评定,以判断进口接管的结构强度是否满足规范要求。最后,将本文所得到的三维计算结果与二维模型的计算结果进行比较分析。论文取得了下列研究成果:1、通过有限元计算结果得到了详细的应力分布规律,可以看出在本次评定的这几种工况下,最大应力均出现在下封头与进口接管连接的部位。该区域结构不连续,易发生应力集中,是蒸汽发生器的薄弱部位。2、对结构进行应力线性化后处理,设定应力线性化路径,根据ASME规范中应力限值的对各个工况的应力值进行评定,评定结果表明下封头进口接管一次应力均满足ASME规范的强度要求。
【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】：2016
【分类号】：TM623
【图文】：

水室,封头,结构剖面,蒸汽发生器

第２章设备简介及技术参数逡逑第２章设备简介及技术参数逡逑２．１设备简介逡逑蒸汽发生器是核岛关键设备之一［１９］。蒸汽发生器的一次侧为反应堆冷却剂压的一部分，整体构成分隔一、二回路的屏障。所以，蒸汽发生器的可靠性对于核行的安全性有着十分重要的意义。逡逑２．１．１进口接管结构逡逑蒸汽发生器的水室封头、管板和管束形成了反应堆冷却剂的主要压力边界。冷却剂经热段接管进入水室封头进口腔室，随后进入管板底部的Ｕ形管，经Ｕ下从出口腔室出来，通过出口接管流出蒸汽发生器进入主泵。两台倒置的反应堆泵与蒸汽发生器一次侧出口接管直接连接，由蒸汽发生器支撑。图２．１为蒸汽发室封头结构局剖图，其中左侧为进口接管音Ｊ面图。

局部图,封头,局部图,有限元结构

第３章进口接管的有限元结构模型逡逑第３章进口接管的有限元结构模的几何模型建立逡逑图纸结构逡逑形下封头分为进口腔室和出口腔室，进口接管位于下经过半球形下封头腔室球心，即进口接管为径向接管中心线夹角为３８°邋，进口腔室侧的进口接管只有一个，将隔板和进口接管平分，即进口腔室关于此平面左模型简化逡逑对蒸汽发生器进口接管进行应力分析和评定，建模选取下封头进口腔室部分（包含进口接管）作为研。逦一？逡逑

【参考文献】