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。     

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。     

核级高能管道系统优化分析

对全新布置的高能管道系统进行力学分析时,初始布置管道的力学分析结果往往不能满足规范和相关规定的要求,需对管道系统的布置(管道走向、支承位置和功能)进行调整。力学分析结果满足要求后,还需确认管道布置所需的空间是否可行,为得到相对合理的管道布置方案,需反复进行调整和协调。介绍一种尽可能减少管道调整和协调次数的优化分析方法,并以实例介绍该方法的应用过程。通过对实例的力学分析,详细讲述高能管道的力学分析过程、特殊应力指数的计算方法和计算结果评定。结果表明,该优化分析方法可提高管道系统布置优化的效率,是一种实用有效的方法。     

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。     

二代改进型核电站管道系统应力分析与评定

管道是核电站中的重要部件。为了使管道满足规范要求,需要对管道进行应力分析与评定。本文分析了二代改进型核电站1级和2级管道应力分析与评定过程,论述了不同载荷下管道应力的计算方法,并分析了RCC-M规范版本的变化对管道应力分析结果的影响。最后,以岭澳核电站二期工程安全注入系统为例,对管道进行了应力分析与评定,满足了RCC-M规范的设计要求,并输出了支撑载荷、接管载荷、管道位移等接口参数。本文可以为二代改进型核电站管道系统应力分析与评定提供帮助。     

含缺陷承压管道裂纹扩展计算及程序开发

通过对某核电厂承压设备在役检查发现缺陷后的处理计算,阐述了基于线弹性断裂力学机理的裂纹扩展的计算分析和评定方法,计算方法中考虑了缺陷深度和长度的耦合作用。并在此基础上,运用Visual C++语言,开发裂纹扩展计算程序。程序内全面考虑了反应堆冷却剂系统(RCS)一次侧设计瞬态、反应堆冷却剂系统二次侧设计瞬态的交变载荷及缺陷初始形状、方位分类等问题,适用范围广泛。本文的计算方法及评定方法为电厂管道在役检修和能否继续运行提供重要依据。     

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。     

核辅助管道甩击及防甩支架力学分析

根据RCC-P规范要求,必须采用有效措施防止高能流体管道的甩动造成核电厂重要系统和设备的损坏。一种有效的方法是装备防护屏蔽(如防甩支架)对主要部件进行实体隔离。为了验证防甩支架能否承受住管道破裂后的甩击,而不发生大的变形或者破坏,本文采用能量平衡方法对核辅助管道的防甩支架进行力学分析。结果表明,防甩支架能够承受住管道破裂后的甩击,其应力也满足RCC-M Vol.ZF的要求。     

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。     

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。     

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。     

新概念熔盐堆物理计算方法研究及程序设计

考虑新概念熔盐堆燃料盐的流动特性,从基本的粒子守恒方程出发,推导了熔盐堆的中子动力学模型,并采用数值方法对3种工况下熔盐堆的临界问题进行计算,考察流动对有效增殖系数、快中子分布、热中子分布及缓发中子先驱核分布的影响。结果表明：质量流量对有效增殖系数的影响很小,对热中子分布的影响比对快中子分布的影响大,而质量流量越大,缓发中子先驱核移出堆芯的比率也越大。     

失效评定图（FAD）技术在核管道缺陷评定规程编制中的应用

本文介绍了失效评定图（ＦＡＤ）技术的概念，用ＦＡＤ进行管道失效模式的判别，以及裂纹稳态撕裂扩展分析，进而预测承载能力的方法。对ＡＳＭＥ锅炉压力容器规范Ⅺ卷中核管道缺陷评定规程的技术难点以及在使用ＦＡＤ时所做的特殊处理及其背景作了分析和探讨。     

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.     

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。     

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。     

三维离散纵标程序在CAP1400核电厂堆内构件发热率计算中的应用

采用三维离散纵标(SN)方法程序TORT计算了CAP1400核电厂堆内构件发热率,并将计算结果与蒙特卡罗(MC)方法程序MCNP以及两维SN方法程序DORT计算结果进行比较。在针对反应堆模型进行屏蔽设计时,需求解固定源问题,应用西屋公司开发的SORCERY程序将pin by pin堆芯功率分布转换为三维源分布。由于CAP1400反应堆模型较大,固定源的制作会消耗大量的计算机硬件资源,同时也会超出SORCERY程序本身的计算规模限制,为此开发了外源制作辅助程序PSOR,使TORT程序适用于CAP1400等大规模工程问题的计算。     

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。