稳压器接管安全端堆焊结构裂纹扩展计算分析

针对核电厂稳压器接管安全端堆焊设计结构,按照稳压器设计载荷,对假设的安全端焊接区域的裂纹开展疲劳和应力腐蚀引起的裂纹扩展分析,获得裂纹扩展尺寸,并进行安全评估,结果表明,异种金属焊缝区域在周期末的最大环向裂纹深度扩展量为0.4×10~(-3) mm,最大轴向裂纹深度扩展量为23.6×10~(-3) mm;不锈钢焊缝区域在周期末的最大环向裂纹深度扩展量为12.4×10~(-3) mm,最大轴向裂纹深度扩展量为0,裂纹扩展量均满足堆焊设计要求,为稳压器接管安全端堆焊结构设计和评定提供参考。     

“华龙一号”示范工程控制棒驱动机构Ω密封环焊接工艺评定

在对“华龙一号”示范工程控制棒驱动机构Ω密封环的焊接工艺进行评定时,出现了焊缝背面未熔合和未焊透、焊缝正面波纹状焊纹、填充环变形、焊机故障频发等问题。通过对问题原因进行分析、采取修正焊接参数、焊机设计改进等措施,完善了焊接工艺,保证了后续现场Ω密封环产品焊缝的焊接质量,为后续“华龙一号”机组Ω密封环焊缝的焊接提供了一些参考和借鉴。     

控制棒驱动机构上部Ω焊缝堆焊修复结构完整性分析

针对核电厂控制棒驱动机构（CRDM）上部Ω焊缝堆焊修复（WOR）技术,采用数值模拟方法进行了修复结构完整性评估。根据堆焊修复参数制定二维轴对称高斯热源等效输入,并采用ANSYS程序的单元生死技术模拟焊接过程,得到了结构的焊接残余应力。考虑电厂运行的全部瞬态,计算了结构的瞬态应力,并开展了疲劳分析。结合焊接残余应力分析和瞬态应力分析的结果,开展了断裂力学分析。结果表明,WOR结构的疲劳结果、应力强度因子及裂纹扩展等方面均能满足相应的规范要求。      

热壁加氢反应器堆焊层表面裂纹疲劳扩展的数值模拟

介绍了应用三维断裂分析软件FRANC3D(Fracture Analysis Code in 3Dimensions)进行疲劳裂纹扩展分析的相关原理,利用该程序对热壁加氢反应器堆焊层表面裂纹在疲劳载荷作用下的扩展进行了数值分析;将数值模拟结果和相关试验结果进行了对比.结果表明:数值模拟和实际表面裂纹扩展路径基本相似;在加氢反应器使用寿命范围内,用FRANC3D程序预测的裂纹扩展速率比实验值保守.     

CRDM钩爪组件缓冲轴的动力学分析

采用理论结合试验的方法,对控制棒驱动机构(CRDM)缓冲轴在驱动杆下插时所经历的续流、剩磁、水力缓冲以及最后的撞击过程进行动力学分析,计算出缓冲轴在与保持磁极发生撞击时的初速度和平均冲击加速度,为CRDM缓冲结构的设计及强度校核提供准确和可靠的输入参数。     

控制棒驱动机构耐压壳下部密封环应力与疲劳分析

采用有限元分析方法对某核电工程控制棒驱动机构耐压壳下部密封环的2种对接厚度进行了应力和疲劳分析对比,在疲劳分析中采用瞬态分组技术,同时参考RCC-M 2002规范对ANSYS程序中的弹塑性修正因子(Ke)进行解耦修正。结果表明,2种接头厚度的分析结果均满足RCC-M规范中的应力评定准则,其中,较薄密封环结构疲劳分析结果相对更安全,较厚密封环结构在其余工况相对更安全;在疲劳分析中对瞬态进行分组能明显降低使用系数和一次加二次应力之和幅值的保守性;在热和机械共同作用的一次加二次应力之和的幅值较高时,对Ke的修正能明显提高计算结果精度。     

基于微焦点CT的三维裂纹扩展分析

采用高频疲劳试验机进行了2A50锻铝缺口试样三点弯曲试验,对不同扩展阶段的表面裂纹进行了SEM对比分析。通过微焦点CT对裂纹进行了三维重建,三维可视化结果直观显示了裂纹的尺寸、位置和形态分布。通过相邻两个阶段二维CT图像的灰度、裂纹前沿位置分析裂纹扩展行为特征,结果表明,裂纹扩展不规则。分别将两个阶段的裂纹体进行投影得到了投影图像,对比后可观察到新的裂纹扩展区域,并得到了两个阶段的裂纹扩展前沿分布曲线。通过两个阶段的裂纹体三维分析得到了裂纹前沿扩展增量三维分布。     

压水堆堆顶CRDM抗震支承环焊接变形的分析及控制

控制棒驱动机构(CRDM)抗震支承环是压水堆核电厂反应堆堆顶结构的重要部件之一,本文通过CRDM抗震支承环焊接变形实例,分析了焊接变形的原因及机理,并给出了焊接变形的控制措施,如设计结构优化、焊接过程控制、加工工艺优化等;通过实际加工案例证明,这些控制措施能够较好地控制CRDM抗震支承环的焊接变形.     

CRDM承压壳体多故障模式下的动态可靠性分析

为研究控制棒驱动机构（CRDM）的结构可靠性规律,考虑CRDM承压壳体的多失效模式,根据应力强度干涉理论建立与CRDM步跃动作次数相关的结构动态可靠性模型。用顺序统计量描述强度失效模式下应力幅值的动态分布模型,基于Miner累积损伤理论和疲劳等效应力分布模型建立结构疲劳寿命和累积损伤分布与步跃冲击载荷作用次数的关系。研究结果表明,在步跃冲击载荷作用下,承压壳体前期的结构可靠度主要由强度失效模式的可靠度决定,当步跃动作达到一定次数时,疲劳失效模式的失效率开始显著增大;相对于疲劳失效模式,强度失效模式的可靠度对应力均值的变化更加敏感。该结果可对CRDM承压壳体的可靠性设计和维修管理提供参考。     

秦山核电厂稳压器管嘴DMW焊缝堆焊修复残余应力分析

核电厂一回路系统设备的接管嘴与管道的焊缝结构广泛应用合金81/182,该类焊缝为异种金属焊(DMW),DMW焊缝对一次侧水应力腐蚀(PWSCC)较为敏感,运行过程中易发生裂纹泄漏等问题。堆焊修复方法在国外核电处理该类问题得到广泛应用。本文基于秦山一期核电厂稳压器喷雾管接管嘴尺寸,建立轴对称有限元模型,采用生死单元模拟焊接过程的瞬态热输入,研究了结构在堆焊修复过程中温度场的变化分布特性,将计算得到的结构热分布历程作为热载荷,进而获得了堆焊修复过程中结构残余应力的变化特性,结果表明堆焊修复完成后,DMW焊缝区域内壁的残余应力能够起到控制PWSCC的作用。     

小波在不锈钢堆焊层下裂纹楞边检测中的应用

根据噪声、材料杂波、裂纹回波、楞边回波等在Ｃα空间中Ｌｉｐｓｃｈｉｔｚ常数α的差异提出了在不锈钢堆焊层下裂纹的超声检测信号模型。经采样且模型化信号的小波变换模极大值因α的值不同而随分辨尺度ｊ的变化关系不同。通过小波分析实现了裂纹楞边回波的检测。     

含环向穿透裂纹管道LBB裂纹扩展稳定性计算程序开发

在管道LBB设计和评定中,J积分和裂纹扩展稳定性的计算过程复杂,为提高计算精度和效率,需采用改进的计算方法,并实现程序软件的计算。本文基于增强参考应力法(ERS法)的J积分计算和J积分稳定性评定图法,开发LBB裂纹扩展稳定性计算程序,此程序可计算含环向穿透裂纹管道的LBB失稳载荷和临界裂纹长度。所开发的程序实现了单纯拉伸载荷、弯曲载荷及拉弯复合非比例加载下的裂纹扩展稳定性计算,并提供了两种材料真应力-真应变关系参数的输入计算方法,拓宽了现有计算方法的局限性。通过有限元计算结果和文献中管线试验结果与程序计算结果的对比分析,验证了计算程序的准确性。     

AP1000核电厂蒸汽发生器管板堆焊冷裂纹问题分析

从母材焊接特性、H元素对裂纹的影响、焊接工艺及堆焊层残余应力等方面详细阐述AP1000蒸汽发生器管板堆焊过程中裂纹产生的原因,从锻件采购、焊接控制以及堆焊工艺等方面对AP1000管板堆焊工艺提出切实可行的改进方案.     

反应堆堆顶和控制棒驱动机构整体抗震分析

通过建立反应堆堆顶和控制棒驱动机构(CRDM)的整体三维有限元简化抗震分析模型,对反应堆堆顶和CRDM进行了三维非线性抗震分析。该分析模型可真实反映CRDM顶部抗震支承板相互之间、抗震支承板与抗震支承环之间的碰撞作用,以及抗震拉杆的拉压非线性特性,进而获得堆顶和CRDM结构各位置的精确分析结果。通过分析,得到反应堆堆顶和CRDM各部位的载荷,可为部件的应力分析提供必要的地震载荷,为CRDM抗震鉴定试验提供加速度时程等输入数据。     

核反应堆压力容器接管安全端堆焊修复结构的LBB分析

核反应堆压力容器接管安全端异种金属焊接接头在服役中通常会产生高温高压水环境中的应力腐蚀裂纹扩展。目前减轻和修复这种裂纹的技术是在安全端管接头外表面堆焊一层更抗腐蚀的镍基合金(Alloy52M)材料。本文通过三维结构的有限元断裂力学分析,计算得到了堆焊修复结构的"先漏后断"(Leak-before-break,LBB)曲线和韧带失稳线,并分析了堆焊层厚度对LBB安全边际的影响。结果表明,堆焊修复后结构的LBB曲线和韧带失稳线在没有堆焊层结构的曲线上方,且随堆焊层厚度的增加,LBB曲线和韧带失稳线上移,表明堆焊修复及堆焊层厚度的增加使安全端结构的LBB安全边际增大。     

控制棒驱动机构过盈配合有限元分析

核电站主设备控制棒驱动机构管座是通过焊接和过盈配合共同作用安装在压力容器顶盖上.这种结构大幅提高了设备的性能,为核电站的稳定运行提供了可靠保障.本文介绍过盈配合的计算原理,采用ANSYS软件的不同分析方法对过盈配合进行应力计算,并做出误差分析;较系统地总结过盈配合的计算方法及各方法的优缺点,为设备的应力分析及结构优化设计提供了依据.     

核级大口径节流阀阀座裂纹产生原因分析及处理

国内某核电机组大修期间,维修人员检查发现停堆冷却系统两台核2级大口径节流阀阀座密封面存在贯穿性裂纹。本文通过对阀座裂纹外貌观察、阀座受力分析、结合阀门运行工况分析裂纹产生的原因,并制定有效的阀座裂纹缺陷处理方案,通过密封面司太立合金在线堆焊处理,恢复了阀门密封功能,保证机组安全稳定运行。     

控制棒驱动机构移动控制模件故障原因分析和改造

在国内某核电机组的运行过程中,控制棒驱动机构的移动控制模件多次出现故障。经过对故障模件的检查分析,找到了故障的原因,进行了改造,减少了模件的故障次数。     

控制棒驱动机构磁路饱和特性分析

利用理论分析和有限元分析（FEA）相结合的方法,研究了控制棒驱动机构（CRDM）中磁路饱和对电磁参数以及磁路参数的影响。通过建立CRDM等效磁路（EMC）模型,推导获取磁路参数的方法,并基于FEA获得了CRDM电磁参数以及磁路参数随电流和主气隙长度的变化趋势。分析结果表明,主磁路剩余磁阻和线圈电感受磁路饱和的影响较大;CRDM漏磁系数与磁路饱和的关系较小,但受主气隙长度的影响较大;主气隙磁阻的计算应考虑气隙磁通边缘效应。本研究为CRDM的EMC模型优化提供了理论依据。