基于线性弹塑性模型的主蒸汽超级管道管嘴应力指数计算和优化设计

主蒸汽超级管道是核电站的重要管道之一,介绍了国内某型核电站超级管道管嘴的设计方法,讨论了超级管道应力评定过程中应力指数B_2的重要性。利用线性弹塑性材料模型和ANSYS有限元软件,通过极限载荷法计算得到管嘴的应力指数B_2,并与ASME规范中公式法计算得到的B_2作比较,结果显示公式法计算的B_2有较大裕量。据此结论对超级管道的管嘴进行优化设计,优化后管嘴的B_2仍小于公式法计算值,说明超级管道应力评定(公式法计算的B_2)结果对优化后的管嘴适用,设计优化后的管嘴强度满足ASME规范要求。     

核电站主蒸汽超级管道热挤压管嘴设计优化

对核电站主蒸汽超级管道热挤压管嘴进行有限元分析,结果表明内压是影响管嘴应力的主要因素。通过研究管嘴纵向内角半径对管嘴应力的影响,得出在给定载荷的情况下峰值应力和局部薄膜应力存在一个最优的纵向内角半径范围。根据分析结果,推荐了1号管嘴纵向内角半径尺寸为R=30 mm。     

AP1000主蒸汽管道镗孔壁厚设计分析

AP1000主蒸汽管道与蒸汽发生器连接。根据设计要求,主蒸汽管道与蒸汽发生器管嘴连接的焊缝需要进行役前和在役检查,同时位于安全壳内的主蒸汽管道需要满足先漏后破原则。为了满足上述设计和运行要求,主蒸汽管道需要进行镗孔加工并且满足镗孔后的最小壁厚要求。通过分析设计给出的主蒸汽管道外径及公差和蒸汽发生器管嘴内径及公差要求,发现主蒸汽管道镗孔后其壁厚可能无法满足设计要求,从而判断设计要求自身耦合出现偏差,建议修正主蒸汽管道外径公差值。     

主蒸汽管对反应堆冷却剂系统静力和动力分析的影响

主蒸汽管是反应堆冷却剂系统最大的外接管道,文中对其对系统静力(热膨胀)和动力(LOCA和地震)分析的影响进行分析。对于两环路核电站,主蒸汽管分别布置于两个环路的相反侧。对蒸汽发生器支承在热态条件热膨胀位移具有相反的作用,影响支承间隙的调整工作。在动力分析中主蒸汽管对蒸汽发生器具有稳定作用,但也在地震分析时引入了较高位置的较大地震激励输入。主蒸汽管对主系统动力分析具有比较复杂的影响。     

含环向减薄缺陷主蒸汽管道蠕变应力变化规律研究

厚壁耐热钢广泛应用于高温电厂的主蒸汽管道。局部减薄缺陷是高温压力管道常见的体积型缺陷,局部减薄缺陷的存在对高温环境下运行的管道应力重分布会产生较大的影响,降低管道的承载能力。采用大型有限元分析软件ABAQUS对在蠕变条件下运行、受内压作用含环向减薄缺陷主蒸汽管的蠕变应力进行了有限元数值模拟,获得了应力重分布的变化过程。结果表明,含环向减薄缺陷直管,由于存在结构不连续,导致应力水平提高。在高温环境下,应力最大位置和应力集中系数最大位置可能会随蠕变时间的变化而改变,给出了含环向减薄管道应该主要关注的位置。研究结果可为高温含环向减薄缺陷管道的安全评定和完整性分析提供依据。     

基于Caesar Ⅱ和Ansys的600MW亚临界汽轮机高压导汽管法兰开裂原因分析及结构优化

某电厂600MW亚临界汽轮机高压导汽管法兰运行10万小时后开裂。本文采用管道应力计算软件Caesar Ⅱ对主蒸汽管道、高压旁路和高压导汽管进行计算分析,获得高压导汽管法兰节点处的力和力矩;利用Ansys软件对高压导汽管法兰进行应力分析,发现法兰裂纹位置与高应力区、高应力梯度区相吻合。新设计高压导汽管法兰进行了三处优化,Ansys分析表明新法兰相较于旧法兰最大应力和应力梯度都大幅下降。     

核安全一级管道应力计算程序比较

针对核电站项目的特殊性,按照RCC-M规范,以某稳压器先导管为例,比较Peps程序与SYSPIPE程序对某核安全一级管道的应力计算差别。计算结果表明,在O级工况下,SYSPIPE与Peps应力计算结果非常接近,最大应力比误差为1.9%;在A,D级工况下,SYSPIPE与Peps最大应力比计算结果误差分别为3.1%,3.2%,在管道设计与校核计算中需要重点关注;疲劳使用系数几乎为零,SYSPIPE与Peps计算结果相当。分析过程和计算结果为管道设计者和计算校核者提供一定的参考。     

主蒸汽隔离阀驱动装置动作性能优化方法研究

主蒸汽隔离阀及其驱动装置是保障核电站安全运行的重要设备,其动作性能关系到核电站的安全。为此,提出了一种基于联合仿真的主蒸汽隔离阀驱动装置动作性能优化研究方法,分析了各工况下的动作性能指标与影响参数,揭示了氮气压力对动作性能指标的影响规律,给出了一种动作性能优化模型及算例,得到了最佳动作性能随氮气压力变化的曲线,计算结果可为主蒸汽隔离阀驱动装置的国产化研发和工程实际优化应用提供参考。     

环形管道上密集管嘴成形工艺研究

工程上为避免管道与管嘴焊缝处发生应力腐蚀、疲劳失效,管道与管嘴一体化结构成为趋势;而传统热挤压和锻造成形工艺制造弯管(环形管道)上密集管嘴存在困难。通过分析压制或弯制成形弯管的纵向、横向截面尺寸,提出以长、短轴极限加工尺寸为弯管外形的实际加工轮廓控制边界;为兼顾弯管最小壁厚和管嘴最小高度,采用圆弧加工法和椭圆仿形加工法去除弯管外形余量,以此建立弯管外形轮廓加工模型。椭圆仿形加工法根据弯管实际外形尺寸控制加工轮廓,适应了长、短轴较大偏差工况,为圆弧加工法提供有效补充。经某工程项目实际应用,验证了提出方法的有效性和适用性,该方法尤其适用于加工弯管上密集管嘴。     

雨流计数法在PIPESTRESS软件中的实现方法

雨流计数法是工程上用于疲劳设计和疲劳评估常用的一种方法。以雨流计数法的基本原理和计数规则为基础,并以某核电站核辅助管道为例,通过专用管道力学分析软件PIPESTRESS确定管道在温度载荷、压力载荷及机械载荷等作用下各瞬态工况应力变化幅值,说明雨流计数法在PIPESTRESS软件中的实现方法,并结合材料S-N曲线进行疲劳累积使用系数的计算,从而进行疲劳寿命的评估。