管道系统的功能性评定准则研究

发布时间：2021-11-09 18:19

　　管道系统的功能性是不同于管道系统压力边界完整性的一项要求,美国核管理委员会（NRC）提出了管道系统功能性的2种评定准则。为了探讨功能性评定准则的来源以及应用,通过研究经典文献中有关功能性评定准则的内容,阐述了2种评定准则的来历和依据,分析了2种功能性评定准则的特点,指出了使用功能性评定准则的注意事项。通过一个管道系统功能性评定的实例,提出2种功能性评定准则在不同的核电厂设计阶段的应用策略。对于新建的核电厂,尽量使用C级限值来保证管道系统的功能性,如果是已建造的核电厂,则可以用D级限值附加5个条件来保证管道系统的功能性。 

【文章来源】：核动力工程. 2020,41(02)北大核心EICSCD

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【部分图文】：

管段上的阀门排放力时程

?押说绯г錾枇艘换芈范讯ナ?故排气系统，通过压力容器顶盖设置的安全级远距离排气阀，将事故工况下在反应堆压力容器顶部聚集的不凝气体（如氢气）排放至安全壳厂房的泄压箱。堆顶高位排气系统的排气阀上游管线直接与一回路相连，阀门开启前管道压力为反应堆冷却剂压力（17.23MPa）。下游管线连通泄压箱，阀门开启前管道压力与泄压箱气空间相同（绝对压力为0.12MPa）。阀门上下游压差巨大，在排气阀开启时将会在管系中产生巨大的排放载荷。在系统设计中，排气管线在事故工况下要保证正常排气，有功能性要求。模型见图1。管线材料为Z2CN18.10，D级工况温度为343℃。排放阀开启导致的排放力以时间-载荷历程的方式图1堆顶排气管线模型Fig.1ReactorHeadVentSystemPipingModel给出。管道系统功能性评定考虑的载荷是D级工况载荷，包括自重、压力、地震和排放阀的瞬态排放力，在D级工况下公式（9）的最大计算应力节点为3073点，其最大应力为187.10MPa，而C级准则许用应力限值是177.77MPa，采用第1种评定准则显然功能性评定不通过。由于受管道布置空间限制，管道走向和支架位置经多次修改仍然无法降低该点的计算应力。因为D级准则许用应力限值为237.02MPa，3073节点计算应力为187.10MPa，已经满足D级准则应力限值的要求。如果采用第2种评定准则，则需要判断3073节点的情况是否满足5个条件。（1）动态载荷是往复性的：地震和排放阀开启引起的压力波都是往复性动态载荷。（2）动态力矩用弹性反应谱分析的计算方法：地震用峰值拓宽±15%，阻尼比为4%的弹性反应谱分析法，瞬态排放力用时程法计算。（3）稳态应力不超过0.25Sy：自重下应力为9.15MPa，因为该节点所在管段为远离阀门的阀后中间管段，阀门开启后稳态排?


本文编号：3485843