核电蒸汽发生器一次侧人孔力学性能评定

发布时间：2023-04-22 18:14

　　随着以AP1000等三代核能发电技术日渐成熟,核能发电也逐渐被赋予为国家经济高速发展提供稳定能源的重任。然而鉴于苏联切尔诺贝利事件、日本福岛事件等核岛事故的发生,如何更好地完善核电机组核岛单元安全稳定运行,也就成为核能发电模式进一步大规模发展的关键。蒸汽发生器属于核岛单元连接一、二回路的关键设备,在众多制约蒸汽发生器安全稳定运行的因素中,槽孔处的应力集中变化问题值得关注。尤其当蒸汽发生器封头或筒体上开非径向孔时,其应力状态远比普通径向开孔更为复杂,因为它不仅包括因筒身开孔削弱承载面积而造成局部薄膜应力增强,同时也包括由于接管与封头、筒体等部件相连接时所引起的边缘应力集中等问题,这些工序均造成组件应力梯度增大,极易成为设备破坏的问题源,因此对开孔部位进行应力评定是确保蒸汽发生器安全的重要环节之一。本文结合ansys软件及力学评定的相关准则,采用轴对称模型理论对不同密封形式的蒸发器一次侧人孔开展应力评定,使用梁单元、杆单元、实体单元、接触单元、谐波单元等对模型进行简化,根据温度、应力瞬态特点选择相应的关键时间点进行分析,并按ASME-NB标准对一次应力、一次加二次应力、以及疲劳使用系数进行...

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究的目的和意义
    1.2 国内外研究现状及应力分析方法
        1.2.1 国内外研究现状
        1.2.2 应力分类概述
        1.2.3 评定准则
        1.2.4 断裂力学评定
    1.3 本文的主要研究内容
第2章 人孔几何模型、载荷与材料属性
    2.1 物理模型几何尺寸
    2.2 边界条件与载荷的施加
        2.2.1 压力和温度
        2.2.2 螺栓预紧载荷
        2.2.3 载荷组合
        2.2.4 材料属性
    2.3 本章小结
第3章 有限元分析模型与方法
    3.1 分析方法简介
        3.1.1 有限元模型处理
        3.1.2 分析部件的选择
        3.1.3 热固耦合分析方法和分析流程
        3.1.4 分析过程的假定条件
    3.2 建立有限元模型
    3.3 结构分析模型
        3.3.1 人孔盖螺栓孔带
        3.3.2 人孔螺栓孔带
        3.3.3 螺母/垫圈
        3.3.4 人孔垫片
        3.3.5 人孔螺栓
        3.3.6 结构分析模型的载荷及约束
        3.3.7 人孔螺栓模型局部
    3.4 热分析模型
        3.4.1 人孔接管、人孔盖开孔及孔带
        3.4.2 螺母与垫圈
        3.4.3 人孔垫片
        3.4.4 人孔螺栓
        3.4.5 接触热阻
    3.5 瞬态热分析模型
    3.6 接触设置
    3.7 人孔螺栓预载
    3.8 评定路径设置
    3.9 关键时间点的选取
    3.10 本章小结
第4章 人孔分析结果与评定
    4.1 单位载荷及设计工况的应力分布云图
    4.2 温度分布云图
    4.3 应力评定
        4.3.1 工况包络
        4.3.3 一次薄膜应力加一次弯曲应力评定
    4.4 非螺栓部件的一次加二次应力强度范围评定
    4.5 非螺栓部件的三向应力评定
    4.6 非螺栓部件的疲劳评定
    4.7 热应力棘轮评定
    4.8 人孔螺栓评定
        4.8.1 平均应力和最大应力评定
        4.8.2 人孔螺栓疲劳评定
    4.9 本章小结
结论
参考文献
致谢



本文编号：3798162