某核电厂蒸汽发生器进口接管应力分析与评定

来源 :哈尔滨工程大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:vrace_zh
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在核电站的运行过程中,蒸汽发生器进口接管需承受自重、内压、热膨胀、地震和管道载荷。为了保证反应堆安全正常运行,必须确保蒸汽发生器进口接管的完整性。本文遵循ASME第三卷的要求,利用有限元法进行了进口接管的静力分析研究。首先,参照某类蒸汽发生器的设计规范书,整理了设计基本载荷、管道载荷等参数以及不同工况的载荷组合,得到蒸汽发生器应力分析的技术要求。其次,利用Pro/E软件建立接管的三维实体模型,得到进口接管的全模型,同时对模型其他地方进行了适当的简化。再次,利用专业化的网格划分软件HyperMesh对实体模型进行六面体网格划分,以得到规整的六面体网格,讨论了分块的策略和网格尺寸控制等网格划分方法,从而得到较为规整的六面体网格以及合理的精度。在有限元分析前处理的载荷施加部分,考虑了集中力载荷的施加方法,利用组合优化的办法寻找出最不利的集中力载荷组合。在边界条件部分,讨论了几种可能的边界条件,并确定出使应力最大的边界条件,以此边界条件的计算结果作为与相关规范对比的标准。然后,在稳态静力分析中,按照ASME法规和技术规范书的要求,详细地对蒸汽发生器进口接管进行设计工况、正常工况(A级工况)、异常工况(B级工况)、危急工况(C级工况)、事故工况(D级工况)等几种工况下的有限元分析计算,得到进口接管的应力分布云图、最大应力值,考核接管的薄膜应力、薄膜加弯曲应力等应力的大小和水平,按照ASME规范的应力限值对进口接管的计算结果进行评定,以判断进口接管的结构强度是否满足规范要求。最后,将本文所得到的三维计算结果与二维模型的计算结果进行比较分析。论文取得了下列研究成果:1、通过有限元计算结果得到了详细的应力分布规律,可以看出在本次评定的这几种工况下,最大应力均出现在下封头与进口接管连接的部位。该区域结构不连续,易发生应力集中,是蒸汽发生器的薄弱部位。2、对结构进行应力线性化后处理,设定应力线性化路径,根据ASME规范中应力限值的对各个工况的应力值进行评定,评定结果表明下封头进口接管一次应力均满足ASME规范的强度要求。
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