液态金属冷却反应堆主容器双向密封特性分析

发布时间：2021-06-24 00:06

　　液态金属冷却反应堆是第四代反应堆的重要堆型,一回路采用池式布局以液态金属作为冷却剂。该类堆型具有较高安全性,一回路覆盖气体压力较低是重要的系统特征。在正常运行下,主容器内气压为负压,而在基准事故下,主容器内部气压上升而转变为正压。因此主容器的气体密封需具有气体双向密封能力以同时满足内部负压强和正压强的气体密封要求。本文根据双气压模式的特点,通过在主容器与顶盖连接处布置双道金属C型密封环实现双向密封的功能。并以典型主容器密封为例,利用有限元分析获得了金属密封环在正负两种气压模式下的非线性响应,包括回弹曲线、径向滑移量和接触应力,再通过泄漏理论得到主容器的密封性能参数。计算分析结果表明,主容器的气体双向设计密封性能良好,能够保证密封要求,可为有类似环境要求的主容器密封提供一定参考。 

【文章来源】：核科学与工程. 2020,40(02)北大核心CSCD

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【部分图文】：

正常工况密封环应力分布图

图3 正常工况密封环应力分布图可以看到，内外两个密封环的应力分布情况类似，其应力较大值出现于绕丝弹簧，由于绕丝弹簧是密封环的本体，承担着压缩回弹的作用，因此在受到压力时，该部分会有较大的应力产生；而外覆面是直接与金属壁面相接触的部分，在密封环受到压缩时，外覆面将产生大变形而填补金属壁面的缺陷，这使接触部分产生较大的应力。

同时在两种工况之下，对应密封环的应力分布情况也相近，查看密封环的应力值，发现其数值存在着差别。两种工况下密封环各部分的应力最大值如表3所示。表3的结果表明，绕丝弹簧的应力最大值小于其材料的屈服强度，说明了这些部分能够正常工作，并能保持良好的性能；而外覆面的应力峰值已经大于其屈服强度，一方面说明使用非线性模型模拟是必要的，另一方面说明外覆面已产生显著的塑性形变，这对于密封是有益的，它既可以有效地填补法兰壁面，同时能够增加密封面的接触面积；内覆面应力小于其屈服强度，均处于弹性形变范围内，它能够平稳的传递载荷，保护绕丝弹簧。在正常工况与基准设计事故这两种工况下均有这样的结论。


本文编号：3245933