疲劳监测系统在核电厂老化管理及延寿中的应用研究

核级管道热疲劳失效是核电厂金属部件失效的主要形式之一,也是核电厂老化管理及延寿中的关注重点之一。本文采用核电厂疲劳监测系统测得管道的温度数据,掌握其真实的温度影响过程,对监测区域管道的疲劳状态进行评估,实现管道热疲劳状态寿命管理,最终可以为核电厂延寿工作提供数据支持。     

秦山核电荣获2018年度浙江省科学技术进步二等奖

<正>秦山核电的《核电厂核级奥氏体不锈钢管道焊缝热裂纹研究及处理》项目荣获"2018年度浙江省科学技术进步二等奖"。该项目是历经6年的艰苦努力完成的关键技术科技创新,通过核级奥氏体不锈钢管道焊缝热裂纹发生原因分析与研究,完成奥氏体不锈钢焊接热裂纹修复工艺开发,在国际上首次有效解决核电厂大范围核级管     

反应堆冷却剂系统辅助管道缺陷焊缝疲劳分析与评价

根据某核电厂反应堆冷却剂系统辅助管道核1级焊缝的在役检查结果和施工设计阶段应力分析结果,确定了疲劳分析与评价的典型缺陷焊缝.依据WRC502的实验结果和RCC-M规范,提出了用于疲劳分析的含热(微)裂纹效应的疲劳曲线.在此基础上,对机组运行5 a的瞬变统计次数与设计瞬态次数进行了对比研究,采用优化疲劳分析方法对典型缺陷焊缝进行了疲劳分析与评价.评价结果表明:辅助管道核1级焊缝在核电厂运行10 a内不会发生疲劳失效.     

基于腐蚀性能的碳钢管道使役时间评价方法

核电厂管道系统腐蚀程度监测和预测使役时间是核电厂安全性能评估的重要内容之一.文章介绍了采用M（o）ssbauer谱分析碳钢管道腐蚀产物,超声无损检测确定管壁剩余厚度,依据统计学原理,计算各类管道系统管壁腐蚀程度的分布和理论腐蚀速率,用于评估管道在下一生产周期的安全状态和使役寿命.     

核压力管道临界裂纹长度的概率计算方法

在先漏后爆（ＬＢＢ）应用于核应力管道缺陷评定的前提下，考虑核管道承受载荷、材料流变应力和缺陷尺寸等参数的不确定性以及可能的核管道潜在失效模式，建立了含穿透裂纹核大无畏管道爆破概率的计算方法，进而得到在一定爆破概率下的临界裂纹长度。     

含内表面裂纹核级管道的初始塑性失效分析

我国在役和新建的大部分核电厂在主管道上应用了破前漏技术,针对该技术ASME采用净截面屈服准则对完全塑性断裂进行缺陷评定,大量研究表明,净截面屈服准则高估了结构的承载能力。本文采用有限元方法模拟了含内表面裂纹的核级管道在内压作用下的变形过程,并利用裂纹前沿J积分随内压变化的曲线特征确定了含裂纹管道的初始塑性失效载荷。随后,将初始失效载荷的计算值与ASME规范定义的理论值相比较,结果表明理论解高估了结构的承载能力。最后,评价了ASME-BPVC-XI规范中A级使用限制对应的允许薄膜应力的适用性。     

在役核辅助管道焊缝缺陷事件的核安全审评

文章给出了一个核安全审评的实例,即某核电厂1号机组核辅助管道焊缝缺陷事件的审评;分析了缺陷产生的原因、可能存在缺陷焊缝的范围以及处理措施;探讨了焊缝缺陷事件所暴露出的我国核安全设备设计、制造、安装活动中存在的问题.     

核电厂调试期间核级管道振动测量工作改进

美国机械工程师协会(ASME)OM-S/G-2000 Part 3导则存在操作性不足的缺陷,而国内核电厂核级管道振动测量工作均依此导则,采用的试验方法类似,但都无法全面、准确预测管道振动极大点。以某核电厂调试期间核级管道振动测量工作为例,从试验对象的筛选、关键设备或部件的选取、测点选择、现场试验及振动分析评价5个方面进行探讨,提出改进建议,最后以某核电厂安全壳喷淋系统(EAS)的某管段振动为研究对象,对测量方法、振动限值计算及评价等进行案例分析。     

非中心穿透裂纹对LBB技术应用的影响分析

随着LBB技术的发展和应用推广,可运用详细的裂纹扩展分析技术,通过周密的分析论证,以证明带缺陷管系在使用寿期内同样能够满足SRP3.6.3中关于LBB技术应用的、与泄漏探测能力、裂纹稳定性和载荷相关的裕量要求。在这种前提下,一些额外的分析就必不可少。其中之一即为需要考虑载荷对称中心与裂纹对称中心不重合情况,即所谓的非中心裂纹,对LBB技术应用的影响。本文以压水堆核电厂中DN150、DN350和DN550管径的核1级高能管道中非中心裂纹为研究对象,先从偏心角度对裂纹张开面积的分析着手,进而研究其对泄漏率分析与裂纹稳定性分析的影响,并对非中心裂纹对LBB技术应用的影响做了综合性的分析总结,为今后含缺陷管道应用LBB技术的分析提供参考与借鉴。     

两裂纹在核管道中应力强度因子的相互影响研究

随着核电站的老化,核管道安全评估变得更为重要。以往核管道的损伤容限评定通常只考虑单一裂纹问题,或只局限于研究一个主裂纹的问题,或主要集中于考虑两个裂纹满足何条件时,二者方可合并为一个裂纹的问题,对多裂纹情况下应力强度因子变化规律的研究较粗糙。在理论与方法方面,多裂纹问题一直是断裂力学不够完善的部分。本文以核管道的内表面裂纹为对象,采用有限元法分析核管道两个裂纹情况下的应力强度因子,得到其随裂纹间距、裂纹长度、裂纹深度变化的规律。又两个裂纹的现象为多裂纹现象中最基本的情况,即本研究工作可为存在多裂纹的核管道的安全评估提供方法依据。     

核级管道材料高温疲劳裂纹扩展行为实验研究

为研究核级管道材料在500℃以上的高温疲劳裂纹扩展性能,对管道母材、焊缝和热影响区材料进行了高温条件下的疲劳裂纹扩展速率试验,基于概率分析方法获得了考虑不同存活率的概率疲劳裂纹扩展曲线。研究结果表明,高温条件下,管道不同位置区域材料的疲劳裂纹扩展性能存在较为明显的差异,焊缝和热影响区的抗疲劳裂纹扩展能力明显优于母材。试验研究结果可用于核反应堆管道结构安全评估和断裂力学分析。     

核级管道中环向贯穿裂纹的断裂韧性计算研究

裂纹稳定性分析是破前漏技术(LBB)的关键问题之一。在工程设计中,失效评定图法(FAD)广泛应用于管道的临界裂纹长度计算。文章以某核电厂主蒸汽管道材料SA335为研究对象,结合有限元方法与材料损伤模型模拟了SA355管道中环向贯穿裂纹的断裂过程,并得到其断裂韧性K_(IC)。计算结果发现,通过紧凑拉伸试样测量的K_(IC)低估了管道裂纹的断裂韧性,使得评定点坐标K_r容易落在评定曲线包络的区域之外,进而得到较为保守的临界裂纹长度。采用文中推荐的计算方法,可以合理并有效地评价核级管道中贯穿裂纹的裂纹稳定性。     

核电厂热疲劳监测技术研究

核电厂安全运行和设备寿命管理已成为核工业领域关注的重要问题,尤其是如何准确地确定超设计寿命电厂的典型设备老化参数（如应力、累积使用因子等）。然而,目前大多核电厂疲劳监测系统都是基于ASM E规范研发的,未分析管道内环境对疲劳分析的影响。本文提出了一种满足美国核管会（N RC ）RG1.207导则的疲劳监测方案,该方案将考虑环境因素对疲劳分析的影响。同时,新的疲劳评估方法具有通用性,可结合核电厂DCS运行数据,为电厂延寿提供数据支持。     

时温平移法核级电缆热老化寿命评估及应用

基于时温平移法,根据非线性规划最优化确定平移因子,平移各温度组内老化寿命数据至参考温度,建立核级电缆热老化寿命模型。作为电缆老化状态监测管理必不可缺的工具,所建立的老化寿命模型可由状态指标推算电缆剩余寿命。基于此技术在Matlab GUI平台下开发的核级电缆热老化寿命评估的人机交互界面具有标准法、平移法两种计算模式,并能实现平移因子优化、活化能计算、老化寿命曲线拟合、老化机理一致性分析等功能。     

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。     

核电厂运行的安全目标

描述了核电厂安全目标的定义、种类和形式，阐述了安全目标的分解以及安全目标的应用与评估，并以美国核管会（ＮＲＣ）的核电厂安全目标为例，讨论了在安全目标的发展和实际应用中可能存在的总理２及其解决途径。     

含有弯头的核级混合管道模型计算

采用PIPESTRESS程序,对含有弯头的核1、2级混合管道模型进行应力分析与评定,比较了单独计算和重启动计算对计算结果的影响。研究表明,单独计算的结果存在偏差,为得到符合规范要求的结果,应采用重启动计算方法。本文可以为3、4代核电厂的管道计算提供参考。     

管道系统的功能性评定准则研究

管道系统的功能性是不同于管道系统压力边界完整性的一项要求，美国核管理委员会（NRC）提出了管道系统功能性的2种评定准则。为了探讨功能性评定准则的来源以及应用，通过研究经典文献中有关功能性评定准则的内容，阐述了2种评定准则的来历和依据，分析了2种功能性评定准则的特点，指出了使用功能性评定准则的注意事项。通过一个管道系统功能性评定的实例，提出2种功能性评定准则在不同的核电厂设计阶段的应用策略。对于新建的核电厂，尽量使用C级限值来保证管道系统的功能性，如果是已建造的核电厂，则可以用D级限值附加5个条件来保证管道系统的功能性。      

LBB在蠕变温度以上核级管道设计中的应用

LBB（Leak-Before-Break）技术是保证核反应堆结构安全和可靠的一种重要分析方法。对于在蠕变温度以上高温堆（如快堆）的核级管道,运用LBB分析时应考虑疲劳和蠕变对裂纹扩展的影响。本工作以法国规范RCC-MR的A16为基础、以快堆余热排放系统的一段管道为研究对象进行LBB分析,总结出一套运用于蠕变温度以上核级管道安全分析的LBB方法。经计算得到,在蠕变温度以上,蠕变对裂纹扩展的影响较大。经验证,该管道符合LBB技术对于裂纹稳定性及泄漏量可探测性的条件,满足从开始泄漏到裂纹失稳的时间要求。     

核电厂安全级电气设备热老化试验方法概述解析

核安全级电气设备执行安全功能的能力可能受到环境条件和运行条件随时间变化的影响,因此核安全级电气设备的鉴定技术是保障核电厂经济运行和延长现有核电厂运行寿命的必要手段,核安全级电气设备的加速热老化试验作为鉴定试验的一个过程至关重要,本文主要介绍了目前常用的加速热老化试验方法,包括直接选取活化能获得的热寿命评定、基于热寿命曲...