压力管道破前漏分析的一种简化方法

介绍了一种用于核反应堆管道和压力容器破前漏（ＬＢＢ）分析的简化方法，它主要以线弹性断裂力学的基础，将ＬＢＢ分析中应力强度因子，裂纹张开面积和泄漏率等计算以解析公式表达出来。这种方法使用方便，而且满足有关的国家标准和国际规范的要求，适用于一些应力分布和几何形状比较简单的管道和压力容器，或用于ＬＢＢ性质的近似估计。     

用声发射技术监测模拟压力管道的破裂

在力学试验研究中,采用声发射技术对已具有疲劳裂纹的核反应堆一回路模拟压力管进行加载爆破断裂的监测。利用声发射所具备的特征,研究试件在加载过程中裂纹从开裂直到断裂的动态过程。用声发射所表征的参数来解释在加载过程中各阶段的力学特征,弥补了常规力学测试方法的不足,从而观察了带有疲劳裂纹的试件其“开裂前兆-开裂-扩展-块速断裂”的全部过程,并给出各阶段的压力值。试验过程中采用微机进行实时数据处理。给出监测结果并确定出断裂位置。所得数据可用于反应堆承压构件的力学分析。     

破前漏(LBB)分析方法在钠冷快堆管道分析中的应用探讨

采用破前漏(LBB)分析方法,对中国实验快堆余热排放系统中间回路进行断裂力学分析.假设在其受力最严重的管段,反应堆运行前已存在一个贯穿裂纹,根据系统寿期内的运行工况,运用J积分撕裂模量汇交方法,求出在综合最恶劣工况(即合成出包络工况)下裂纹的临界长度;通过Paris公式求出该裂纹在交变载荷作用下的稳定扩展量;利用CASTEM2000程序建立力学模型,分别求出包络工况下寿期末裂纹和临界裂纹的张开而积.结果证明,该管道在其寿期内可能出现的最大裂纹张开面积小于(DT)/4(D为管道直径,T为管壁厚).     

蒸汽发生器声发射监测可行性研究

针对新型蒸汽发生器(SG)使用的钛合金材料,提出在制造时利用声发射技术对其材料性能进行监测,并通过试验对SG声发射监测的可行性进行研究。利用声发射对标准拉伸试样的拉伸试验全过程进行监测,分析获取的数据,得到钛合金材料的声发射特征以及声发射监测的灵敏度。进一步对SG拉伸试样的拉伸试验声发射监测结果,验证标准拉伸试样的分析结果,确认对该种新型SG进行声发射监测是可行的。     

压力管道“先漏后破”评定的准则研究

以弹塑性断裂力学为基础,分别建立了轴向表面裂纹和周向表面裂纹韧带的极限失稳压力Pu和穿透裂纹的起裂压力Pc的表达式,提出了一种压力管道的"先漏后破"缺陷评定准则:即若管道表面裂纹韧带的极限失稳压力Pu低于相应穿透裂纹的起裂压力Pc,则管道会泄漏失效;若管道表面裂纹韧带的极限失稳压力Pu等于或大于相应穿透裂纹的起裂压力Pc,则管道会爆破失效.该准则得到了一些文献提供的试验数据的验证.     

不同材料的核电厂主管道LBB评估对比研究

我国核电厂主管道的材料主要有铸造奥氏体不锈钢(CASS)和锻造不锈钢(WSS)。针对CASS和WSS两种材料的主管道,依据美国核管会的SRP3.6.3进行主管道硬前漏(LBB)评估的对比研究。考虑热老化效应获取可信的材料性能数据,根据材料性能差异采用极限载荷法或J积分撕裂模量汇交法计算临界裂纹尺寸。根据Henry均匀非平衡双相流模型计算泄漏裂纹尺寸,并通过环向表面裂纹和贯穿裂纹的扩展分析论证了裂纹疲劳扩展不会导致管道的突然断裂。研究结果表明,WSS材料和CASS材料相比具有更好的LBB性能。     

冷却剂泄漏监测系统在核电厂的应用

为应用LBB准则,法规要求需至少设置3种不同的、多样的独立的方法来监测系统管道冷却剂的泄漏,并对泄漏监测系统的灵敏度提出了具体的要求。除常规的辐射、地坑液位等泄漏监测外,田湾核电站设计、安装了两套不同原理的额外在线泄漏监测系统,包括声音泄漏监测系统和湿度泄漏监测系统。介绍了这两种泄漏监测系统的布置、主要传感器结构及参数性能,描述了其监测的灵敏度,并介绍了核电站技术规格书中对这两种泄漏监测系统的要求和出现泄漏后的响应行动。     

基于泄漏监测数据综合的核电厂反应堆一回路压力边界泄漏诊断技术研究

泄漏监测系统用于监测反应堆冷却剂系统压力边界（RCPB）完整性,也是破前漏（LBB）技术应用的先决条件。泄漏综合诊断是泄漏监测系统的核心功能。本文从系统可用性、数据可靠性、单仪表泄漏报警、泄漏综合诊断、报警响应策略、泄漏率定期试验自动计算6个方面构建泄漏综合诊断技术方案。泄漏监测系统的灵敏度和准确性是泄漏综合诊断技术的重要性能指标,也是监测RCPB完整性和LBB技术应用的关键要求。先确定触发单仪表报警的保守阈值范围,以保证检测的灵敏度,再经泄漏综合诊断技术方案复核并调整有效单仪表报警阈值,以保证报警的准确性。通过理论计算、数据分析、多信号的一致性判断,泄漏监测系统能及时准确地诊断出泄漏情况,充分应用智能化泄漏诊断技术,减少运行人员复核报警工作量。      

核电厂声学泄漏监测系统的设计和验证

介绍VVER-1000型核电厂声学泄漏监测系统的设计基准和功能,给出判断泄漏过程、确定泄漏量和泄漏位置的系统算法。建立主回路声模型结构图,计算得到环路背景噪声分布,并和实际机组上的试验结果进行对比。建立管道模型的试验台架,并对管道模型进行了试验验证。根据试验数据得到用于计算泄漏量大小和泄漏位置的相关系数。通过核电厂声学泄漏监测系统的设计和验证,为开发田湾核电厂1、2号机组在线的核电厂声学泄漏监测系统奠定了基础。      

基于正比计数管的核反应堆初次装料监测系统研制

为了确保反应堆初次装料及换料过程的安全临界,防止堆芯装料过程发生临界事故,研制核反应堆初次装料系统。对系统探测器组件、监测机柜、测量通道机箱及吊装方案进行设计,并对系统进行实验验证。对涂硼正比计数管为核心的探测器组件进行耐压、密封结构设计,电缆设计采用一体化、高屏蔽性、抗干扰的方案,以保证信号传输稳定性。信号处理装置采用机柜、插件式机箱形式,实现信号调理、脉冲计数、报警显示、周期值计算及历史记录等功能,测量通道机箱信号处理与显示插件隔离设计进一步保证系统的可靠性。经测试验证,该系统耐水压密封性、辐射特性及稳定性可满足初次装料过程中子注量率监测要求,已应用于防城港核电站3、4号机组。     

区域辐射剂量监测系统的设计

区域辐射剂量监测系统用于日常监测核反应堆重点区域的辐射水平,保证核反应堆运行中的辐射安全.主要介绍了监测系统的组成和功能,系统的电路设计和软件设计,重点介绍了系统中并行通信的设计.     

基于NIcRIO的合肥光源冷却水监测系统

合肥光源是以真空紫外和软X射线为主的专用同步辐射光源。为了提升其供光性能,2009年底启动了合肥光源重大维修改造项目,冷却水监测系统是此次重大维修改造项目的一部分。改造后的冷却水监测系统采用美国国家仪器公司(NI)的可重配置嵌入式工业控制器cRIO作为硬件平台,监测冷却水温度、压力和流量,以及磁铁温度和隧道环境温度等信号。cRIO上运行VxWorks操作系统,采用LabVIEW编写采集程序,并采用NI公司开发的接口程序"EPICS Server IO Server"将系统集成到EPICS中。cRIO-9073中的所有软件可通过镜像方式安装,并且采集程序通过一个包含机箱及模块信息的配置文件来自动检测硬件的匹配情况,因此,软件的安装和调试十分方便。系统的试运行情况表明其性能稳定,操作简单,扩展性好。     

CARR渗漏监测系统

热工过程测量系统的高可靠性设计,是实现系统总体设计要求的重要内容。介绍了中国先进研究堆(CARR)渗漏监测系统的功能,CARR渗漏监测系统构成,CARR渗漏监测系统的组成及测点布置。CARR渗漏测量系统减少了系统的误报警,提高了系统测量真实性。     

大亚湾核电站堆芯冷却监测系统改造

针对大亚湾核电站堆芯冷却监测系统(CCMS)面临部件老化、备件无法采购导致系统工作不稳定及故障报警闪发的现状,提出对CCMS进行整体升级改造。描述新CCMS采用国产化安全级仪控平台Firmsys的设计方案,以及对新CCMS的功能及接口等关键技术进行研究与分析;介绍在安装调试阶段遇到的技术问题及其解决方法。对改造后系统进行功能验证,以实现CCMS的自主化设计和改造。     

基于神经网络的松动部件监测系统小波质量估计方法研究

采用基于神经网络的小波质量估计方法对松动部件检测系统中小质量的螺钉(5g)、螺母(12g)和钢球(4．5g)进行了实验研究。结果表明：该方法能较好地区分不同质量的螺钉、螺母和钢球。     

基于DPM模型的铅铋合金中颗粒物对管道冲蚀的数值模拟研究

基于流体力学理论研究液态铅铋合金（LBE）流体中颗粒物对管道壁面的冲蚀作用,采用Fluent软件中的离散相模型（DPM）对管壁的冲蚀进行数值模拟研究。结果表明,弯管角度、颗粒粒径、颗粒物浓度、管道的管径以及流速等对管壁的冲蚀磨损产生明显影响,其中,流速影响较大,在高流速下的冲蚀严重;弯管角度的影响显著,对直管段的冲蚀较弱,对弯管角度在30° ~ 90°之间的管道的冲蚀比较严重;颗粒粒径在1 ~ 9 μm内的微颗粒对管道冲蚀影响较小,粒径增大到10 ~ 90 μm时,冲蚀速率变化不明显,粒径增大到100 ~ 900 μm时,大直径的颗粒对管道冲蚀严重。      

核电厂高能管道应用破前漏技术对材料力学性能的要求

核电厂高能管道应用破前漏(LBB)技术可提高其安全性与经济性,同时对材料提出了新的力学性能测试要求。文章研究和分析了美国核管理委员会颁布的LBB有关的标准评审大纲和实施规范等,梳理和归纳了测试项目、对象、温度、数量与热老化效应等5项总体要求,以及试样尺寸、侧槽效应、应变范围、试样方向等4项测试关键技术要求,以确保测试数据的有效性。本研究可为国内开展此领域的测试工作提供一定的指引作用。     

核电厂管道振动测量系统的研制

依据核电厂管道振动测量的相关标准,开展管道振动测量系统样机的设计及研制。研制的振动测量系统基于计算机总线平台,采用便携式机箱结构和高性能动态信号数据采集卡硬件,结合基于现代信号处理技术的专业软件,以及动态信号采集分析处理的解决方案,对管道不同测点的振动数据迚行采集,为后续的数据库构建、振动评估、专家系统和可靠性评估构建等提供必要的数据支持,对于确保管道系统安全可靠运行具有重要意义。     

残余应力作用下的不锈钢管道环向穿壁裂纹闭合效应研究

管道环向穿壁裂纹在不同载荷水平作用下的张开位移预测值是破前漏技术应用的关键核心参数。针对具有代表性几何尺寸的奥氏体不锈钢管道,采用数值分析和对比验证相结合的方法,基于工程中实际测得的材料性能曲线研究了典型焊接残余应力作用下穿壁裂纹临界闭合应力的变化规律。分析结果表明,目前的通用电气有限公司/美国电力研究院（GE/RPRI）方法和美国核管会技术报告NUREG/CR-6837修正方法均低估了由美国机械工程师协会（ASME）规范工作小组推荐的简化残余应力场所导致的管道环向穿壁裂纹闭合效应。此外,分析了环向穿壁裂纹闭合状态下管道的失效模式,在此基础上进一步讨论了裂纹闭合效应对破前漏技术应用的影响,为后续工程实践提供了可借鉴的技术观点。