基于连续损伤模型对熔盐堆堆芯压力容器的蠕变损伤分析与寿命评估

发布时间：2024-12-26 01:34

　　反应堆堆芯压力容器的结构完整性对反应堆的安全运行具有至关重要的作用。钍基熔盐堆(TMSR)堆芯压力容器的正常运行温度被设计为650℃,设计寿命为10年。由于压力容器需要长期在650℃高温下服役,对其多轴应力下的高温蠕变损伤分析是结构完整性研究中至关重要的一部份。而镍基合金是一种应用广泛的耐热材料,其中UNS N10003合金因具有优异的力学性能和抗辐照脆化特性被选为TMSR堆芯压力容器的结构材料。本研究中,通过拟合650℃下恒应力为220MPa、250MPa、275MPa、320MPa、380MPa的五组单轴拉伸蠕变试验数据,得到了UNS N10003合金在650℃下蠕变本构方程和Lemaitre多轴蠕变损伤模型的材料参数。基于国标GB150和ASME标准对压力容器的壁厚进行了设计分析,壁厚设为30mm,为薄壁压力容器。根据容器内径选择国标JB-T4712中的A7型耳式支座进行进一步的压力容器整体性结构分析。利用ABAQUS软件建立压力容器有限元模型,结合蠕变本构方程进行蠕变行为模拟。通过模拟结果对结构中的经典耳式支撑做了进一步的适应性优化。模拟得到压力容器在静态设计载荷下的等效应力,基...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1熔盐堆系统示意图[23]

第1章引言5图1.1熔盐堆系统示意图[23]1.2熔盐堆堆芯压力容器高温蠕变损伤1.2.1反应堆压力容器反应堆堆芯压力容器是承受堆芯运行压力又与液态熔盐直接接触的密闭容器，用于支撑和包容反应堆堆芯，起到了压力边界的作用，也是核电站最关键的安全屏障之一。但是堆芯内650摄氏度的熔盐....

图1.2蠕变应变与应变速率随时间的关系图[30]

第1章引言7在研究蠕变强度时，温度是判断金属产生蠕变行为与否的主要依据，这个判断温度与金属的熔点温度#有关。金属开始发生蠕变的起始温度可以粗略的认为是0.5#，而实际合金开始发生蠕变的温度多在0.4～0.6#之间如：金属铜的熔点为1083℃，发生蠕变的温度为405℃；金属钛的熔点....

图2.1UNSN10003合金最小蠕变速率与加载应力拟合图

图2.2UNSN10003合金试验寿命与理论寿命预测值对比图

第2章高温合金材料的蠕变分析17图2.2UNSN10003合金试验寿命与理论寿命预测值对比图2.3本章小结本章对描述UNSN10003合金的蠕变本构方程进行了讨论并列举了现有的一些比较重要的金属蠕变本构方程。采用诺顿幂律模型和连续损伤力学模型中的Lemaitre多轴蠕变损伤模型来....

本文编号：4020323