核级管道的布置和应力分析

核级管道系统的设计是个复杂的优化问题。本文从核反应堆管道系统的设计步骤、管系的解耦准则以及如何通过选择支撑和调整管道走向来降低应力水平等几个方面阐述了此问题。     

基于遗传算法的核级管道力学性能优化研究

在核蒸汽供应系统中,核级管道数量众多且布置复杂。为使核级管道能满足设计规范,对支架位置及功能进行优化是设计过程中的重要环节。传统的优化过程通过大量的人工试算完成,该过程人力成本高且严重依赖工程经验,更重要的是难以得到力学性能最优布置方案。本文提出了一种基于遗传算法的智能优化布置方法,该方法通过将管道力学分析与遗传算法结合,实现了管道优化布置的自动化。结果显示,该方法能有效地对多个支架位置和功能进行同步优化,并快速获得力学性能最优的布置方案,与传统方法相比具有更高的效率和实用性。     

智能优化算法在华龙一号核级管道布置优化中的应用

华龙一号(HPR1000)作为三代核电堆型,与二代改迚型核电机组相比有很大改迚。这些改迚对管道力学分析和布置优化提出了更高要求,管道在地震载荷下的应力、阀门地震加速度、预埋板评价等成为管道力学分析评价的制约因素,初始的布置往往不满足力学评价要求。迚行HPR1000核级管道力学分析时,开发了基于遗传算法的智能优化程序,并对管道上支撑的位置、支撑功能、管道局部走向等变量迚行优化,快速得到满足所有力学评价要求的布置方案,大幅提高了管道力学分析和布置优化的效率。     

ANSYS在核级管道应力分析中的应用

ANSYS是国际通用的大型有限元分析软件,具备管道应力计算的功能。SYSPIPE是法国FRAMATOME公司开发的专用于核级管道系统的应力计算和分析程序。利用ANSYS与SYSPIPE对核2级管道承受自重、内压、热膨胀、地震等载荷进行计算对比,选用RCC-M设计规范进行应力分析和评定。结果表明,ANSYS可以替代SYSPIPE对核级管道进行应力分析。     

损伤力学在核级管道LBB分析中的应用

基于Gurson损伤本构模型，开展了损伤力学在核级管道破前泄漏(1eak before break)分析中的应用研究对含环向贯穿裂纹直管在纯弯载荷作用下进行了三维弹塑性损伤．断裂力学有限元计算．并与弹塑性断裂力学有限元计算结果进行了比较分析。     

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。     

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。     

核级风机抗震分析与试验方法研究

针对某核级漩涡工艺风机开展了抗震分析和抗震试验研究,在试验基础上,得到了该类风机的抗震分析方法。首先建立核级风机有限元计算模型,通过模态分析得到风机的主要模态频率,并与动态特性探查试验结果进行对比;然后对比反应谱法分析计算与抗震试验中测得的应变结果。结果表明本文所采用的抗震分析方法是合理的,能够得到准确的地震响应结果。本文研究为采用抗震分析方法替代抗震试验提供了重要的依据。     

核级管道的应力分析

管道是核反应堆中重要的部件。本文介绍了核电站管道系统应力分析评定过程,即利用管道系统应力分析程序SYSPIPE,对管道承受的自重、内压、热膨胀、地震等载荷进行计算,根据RCC-M规范进行应力分析和评定。核级管道的应力分析不仅可以保证管道、支架、设备的安全,且可以优化设计,在核电站建造和运行中起到很重要的作用。     

多级节流孔板在核级管道中的应用

针对大亚湾核电站安全壳喷淋系统(EAS)试验管线节流孔板气蚀引起的管道剧烈振动和噪音,以及支管疲劳破坏这一事例,研究了气蚀引起管道振动的分析方法,以及采用多级节流孔板减小气蚀的设计方法.对气蚀引起的管道振动,采用计算流体动力学(CFD)方法分析孔板附近的流动特性和压力分布,确定节流孔板下游是否发生气蚀现象;对于发生气蚀现象的节流孔板,提出采用多级节流孔板来减弱气蚀,并采用各级节流孔板气蚀数相近的原则确定节流孔径.通过对改造后的EAS试验管线的试验证实,采用本文的设计分析方法设计的多级节流孔板能够有效地减小节流孔板气蚀引起的管道系统振动和噪音.     

管道布置验证程序开发及其应用

核电站中的核岛管道布置工作包括管道走向及支吊架设置,需要满足工艺要求、抗震、承重及柔性等要求。主要介绍在台山核电厂项目中一种管道初步设计过程中使用的管道布置验证程序,该程序成功地运用在该设计过程中。结果表明:该程序能够有效地对工艺管道的布置进行力学验证,保证设计质量,减少设计工作的迭代,提高设计效率。     

分析法设计规则在核一级管道设计中的应用

首先探讨了分析法设计的基本思想，然后规范中有关规则，重点介绍了核一级管道分析法设计的基本内容与要求，并对设计规则应用中的一些问题进行了讨论。最后强调，在我国核管道设计现有基础上，就进一步加速全面推行分析法设计这一先进技术，将我国核管道的设计水平提高到一个新的水平。     

CPR1000核电厂一级管道应力分析

核级管道的应力分析是为了保证管道自身和与其相连的设备、支架的安全.分析内容包括3个方面:计算管道应力,并使之满足RCC-M规范规定的限值要求;计算管道对与其相连的机器、设备的作用力,并使之满足标准规范的要求,保证机器、设备的安全;计算管道对支吊架的作用力,为支吊架的设计提供依据.管道应力分析工作的步骤是:首先,对管道所在系统的功能和工况参数、管线的布置情况进行详细的了解,划分分析范围;其次,根据管道ISO图用软件建立分析管线部分的几何模型,并定义材料属性;然后,按照规范规定的载荷组合形式加载;最后,计算、评定并输出支反力,核级管道的应力分析不仅可保证管道、支架、设备的安全,而且可优化设计,在核电厂建造和运行中起到重要作用.     

某核电厂主蒸汽管道应力分析

本文研究了某核电厂中主蒸汽系统管道的计算和评定等典型内容。此系统管道运行中承受的载荷工况多样,管道应力状态复杂。为了保证系统管道能够正常运行,在设计上需保证该系统管道的应力能够满足相关规范要求。分析采用管道力学分析软件PIPESTRESS进行,计算模型包括主回路、主蒸汽系统及相关的管道和阀门,分析包含静力和动力计算等。对计算结果依据美国机械工程师学会的ASME及相关规范进行了应力评定,并包含了LBB评定,保证了回路运行的安全。     

核供热堆安全壳设计方案的探讨

介绍了壳式核供热堆几种安全壳的设计特点。根据核供热堆的实践和该堆安全壳功能的分析比较,提出了取消“紧贴式”钢安全壳,采用大容积砼壳作为第三道安全屏障的可能性。     

核安全一级高温管道系统结构分析与安全评估方法研究

为解决复杂核安全一级高温管道系统结构分析与评定工程问题，在管道分析软件与核级高温评定规范ASME-NH之间建立了一座桥梁。首先，对管道结构（直管及弯管）在不同载荷作用下的应力状态解析解进行了详细推导分析，并且与有限元数值解进行了误差分析。结果显示，给出的直管及弯管结构应力状态解析解具有很好的准确性。随后，将一维管线力学分析模型与截面三维应力状态解析解相结合，给出了高温管道系统结构分析、评定方法及应用步骤，将ASME-NH-3650规范内容明确化。      

核级管道计算程序的应用

开发一种核级管道计算程序,可采用多种规范对核级管道进行应力分析与评定。介绍程序计算原理,并以某核电工程管道系统为例,采用RCC-M和ASME规范进行计算,分别和SYSPIPE、PIPESTESS的计算结果进行对比。计算结果表明,开发的程序计算结果正确,精度满足要求。