反应堆压力容器金属O形密封环的数值模拟与试验研究

发布时间：2021-12-18 11:52

　　核电站反应堆压力容器（RPV）是主回路冷却剂压力边界屏障的重要设备,也是核电站中最为关键的部件之一,具有高温、高压、强放射性的特点。密封失效是较RPV的疲劳失效、安定性失效和断裂失效更为基本和常见的失效形式,作为直接密封反应堆内冷却剂介质的RPV顶盖与法兰密封是其设计与制造中的关键技术之一,是RPV在运行和试验工况下不发生放射性物质泄漏的重要保证,其密封性能直接关系到能否正常开堆运行。本文针对CAP1400反应堆压力容器用O形密封环,通过试验研究Inconel718合金管材压缩-回弹特性,分析镀银层对其变形特性的影响。运用ABAQUS有限元分析软件,对O形密封环的变形特性进行弹塑性数值模拟和分析计算,研究影响O形密封环密封特性的一些关键因素,如压缩率、环管尺寸（包括截面直径d、壁厚t和外径D）以及安装沟槽间隙对O形密封环回弹量、线比压等的影响。有限元分析结果表明：压缩率影响O形密封环工作时的线比压,且决定其回弹能力,压缩率控制在15%-20%时具有足够的线比压和较高的回弹性能；环管尺寸影响接触面上的接触应力分布,不仅对回弹量及线比压有很大影响,而且会对O形密封环造成塌陷等现象；具有一定... 

【文章来源】：浙江工业大学浙江省

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号说明
第1章 绪论
    1.1 课题背景与意义
    1.2 国内外的研究现状
        1.2.1 O形密封环材料研究
        1.2.2 O形密封环密封性能测试及试验研究
        1.2.3 O形密封环压扁-回弹估算及数值模拟研究
        1.2.4 O形密封环密封沟槽侧壁影响研究
    1.3 本文的研究内容和意义
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 研究意义
第2章 金属O形密封环及其密封特征
    2.1 基本结构和主要型式
    2.2 密封机理和性能参数
        2.2.1 O形密封环密封机理
        2.2.2 O形密封环性能参数
    2.3 影响密封性能的因素
    2.4 本章小结
第3章 Inconel718合金管材压缩-回弹试验研究
    3.1 试验条件
        3.1.1 试验材料和试样尺寸
        3.1.2 试验设备
    3.2 Inconel718合金管材压缩-回弹试验
        3.2.1 压缩-回弹试验结果分析
        3.2.2 压缩-回弹试验有限元模拟分析
    3.3 银层对Inconel718合金管材压缩-回弹的影响
    3.4 本章小结
第4章 金属O形密封环的有限元分析
    4.1 有限元模型的建立
        4.1.1 几何模型
        4.1.2 材料特性
        4.1.3 单元选择
        4.1.4 边界条件和施加载荷
    4.2 变形特性的数值模拟和分析
        4.2.1 压缩率的影响
        4.2.2 O形密封环尺寸的影响
        4.2.3 安装沟槽尺寸的影响
    4.3 本章小结
第5章 金属O形密封环密封性能的实验研究
    5.1 实验装置和方法
        5.1.1 实验设备
        5.1.2 实验要求
        5.1.3 实验条件
        5.1.4 实验方法
    5.2 实验结果和分析
        5.2.1 压缩-回弹实验结果和分析
        5.2.2 密封性能实验结果和分析
        5.2.3 水压实验结果和分析
    5.3 数值模拟和实验结果的比较
    5.4 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 结论
    6.2 不足和展望
参考文献
致谢
攻读学位期间参加的科研项目和成果



本文编号：3542336