發(fā)布時間：2017-07-29 02:02

  本文關(guān)鍵詞：核電二回路腐蝕管線抗震可靠性研究

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【摘要】：核管道是核電站的重要組成部分。核電二回路管道主要是由碳鋼制造的且其長期處于高溫、高壓、高輻射等復(fù)雜環(huán)境中,在服役運行期間不可避免的會發(fā)生腐蝕。我國核電事業(yè)發(fā)展幾十年,許多服役運行的核管道已經(jīng)進入了服役的中后期。隨著核管道腐蝕情況的加劇,當核管道一旦發(fā)生破裂,放射性物質(zhì)流出,會造成嚴重核事故。地震具有很大的隨機性與不確定性,近年來,我國地震頻發(fā),因此為保證核管道安全有效的運行,對腐蝕核管道在地震作用下的可靠性研究就至關(guān)重要。為此,本文圍繞著核電二回路腐蝕管道在地震作用下的可靠性分析進行了一些研究,主要內(nèi)容如下：(1)核電二回路核管道主要是由碳鋼制造的,在核管道服役運行過程中不可避免的會發(fā)生腐蝕,核管道內(nèi)高速流動的水或水汽混合物將會加劇這一過程。為從根本上了解核管道加速腐蝕的原因,深入分析了核管道流量加速腐蝕的腐蝕特征,從靜態(tài)與動態(tài)兩個方面分別論述了核管道流量加速腐蝕的形成機理并討論了核管道流量加速腐蝕與普通金屬腐蝕的區(qū)別。(2)為了研究不同的腐蝕模型對核電二回路腐蝕核管道可靠性的影響。將非線性的冪函數(shù)腐蝕模型與指數(shù)函數(shù)腐蝕模型引入到核管道可靠性研究中,并與線性函數(shù)腐蝕模型進行了比較�；诤斯艿朗鹿使r下所能承受的最大內(nèi)壓建立了腐蝕核管道失效的極限狀態(tài)方程,得到了腐蝕模型對腐蝕核管道可靠度的影響曲線。綜合考慮三種腐蝕模型的敏感性與各自的優(yōu)缺點,推薦使用冪函數(shù)腐蝕模型進行核電二回路腐蝕模型的可靠性研究。(3)針對核電二回路管道在FAC下產(chǎn)生單點腐蝕的狀況開展了數(shù)值研究。利用ABAQUS有限元軟件分別建立了不同腐蝕深度、不同腐蝕長度、不同腐蝕寬度的直核管道與核管道彎頭的有限元模型,分別研究了直核管道與核管道彎頭的極限內(nèi)壓承載力與腐蝕坑腐蝕深度、腐蝕長度、腐蝕寬度的關(guān)系。假設(shè)核電站場地按Ⅰ類場地進行處理,借助趙春風博士建立的較完整準確的核島廠房模型,采用滿足RG1.60譜的核電廠專用人工地震波進行核島廠房的動力時程分析,得到核電二回路管道輸入點的加速度響應(yīng),分別將此加速度響應(yīng)輸入到直核管道與核管道彎頭模型中,對比研究了不同腐蝕深度、不同腐蝕長度、不同腐蝕寬度的的直核管道與核管道彎頭的腐蝕坑中點的地震響應(yīng)。最后,對地震波的輸入角度對核管道彎頭的地震響應(yīng)的影響進行了研究。(4)為了研究核電二回路單腐蝕管道在地震作用下的可靠性,結(jié)合核管道的剩余強度和在地震作用下RCC-M規(guī)范中所考慮的最大內(nèi)壓,率先建立了基于應(yīng)力的腐蝕核管道在地震作用下的失效極限狀態(tài)方程。將擬合出的線性函數(shù)腐蝕模型、冪函數(shù)腐蝕模型與有限元計算結(jié)果引用到腐蝕核管道的失效極限狀態(tài)方程中,進行核電二回路腐蝕直管道與核管道彎頭的抗震可靠性計算,得到了基于兩種腐蝕模型的核電二回路腐蝕直管道與核管道彎頭的可靠性指標隨服役時間的變化曲線圖。(5)由于腐蝕具有隨機性,基于馬爾科夫鏈理論,建立了核管道的隨機腐蝕模型,求出了發(fā)生FAC后核管道剩余有效面積隨時間變化的概率分布。對地震作用下的腐蝕核管道,提出了簡化計算模型,推導了核管道軸向地震響應(yīng)位移與應(yīng)力。結(jié)合工程算例,獲得了核管道發(fā)生FAC后在計算時間時遭遇等同某地震時的抗震可靠度。這為核管道設(shè)計人員在核管道設(shè)計時提供參考。
【關(guān)鍵詞】：核管道 腐蝕 內(nèi)壓 腐蝕模型 馬爾科夫鏈 地震響應(yīng)分析 可靠性
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM623
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-18
• 1.1 課題的提出與研究意義10-13
• 1.2 國內(nèi)外相關(guān)研究的進展13-18
• 1.2.1 國內(nèi)外管道工程基礎(chǔ)理論研究13-14
• 1.2.2 核壓力管道在腐蝕缺陷方面的研究14
• 1.2.3 核壓力管道在抗震性能方面的研究14-15
• 1.2.4 本文的主要研究內(nèi)容與思路15-18
• 2 流量加速腐蝕的機理研究18-24
• 2.1 核電二回路管道由于流量加速腐蝕的事故概述18-20
• 2.2 流量加速腐蝕的機理研究20-24
• 3 核管道腐蝕模型的對比研究24-30
• 3.1 核電二回路管道腐蝕模型24-25
• 3.1.1 核管道腐蝕模型24-25
• 3.2 基于可靠性的核管道腐蝕模型對比研究25-28
• 3.2.1 腐蝕核管道失效的極限狀態(tài)方程25-26
• 3.2.2 算例分析26-28
• 3.2.3 核管道腐蝕模型的敏感性分析28
• 3.3 本章小結(jié)28-30
• 4 核電二回路腐蝕管道在地震作用下的動力響應(yīng)分析30-51
• 4.1 AP1000有限元模型30-31
• 4.2 加速度響應(yīng)31-32
• 4.3 腐蝕直管道與核管道彎頭的有限元模型建立32-34
• 4.4 腐蝕深度對核管道極限內(nèi)壓的影響34-37
• 4.4.1 失效準則與邊界條件34
• 4.4.2 極限內(nèi)壓的有限元計算34-35
• 4.4.3 腐蝕深度對直管道極限內(nèi)壓的影響35
• 4.4.4 腐蝕深度對核管道彎頭極限內(nèi)壓的影響35-37
• 4.5 腐蝕長度對核管道極限內(nèi)壓的影響37-38
• 4.5.1 極限內(nèi)壓的有限元計算37
• 4.5.2 腐蝕長度對核管道彎頭極限內(nèi)壓的影響37-38
• 4.6 腐蝕寬度對核管道極限內(nèi)壓的影響38-40
• 4.6.1 極限內(nèi)壓的有限元計算38-39
• 4.6.2 腐蝕寬度對核管道彎頭極限內(nèi)壓的影響39-40
• 4.7 不同腐蝕深度的核電二回路管道在地震作用下的動力時程分析40-46
• 4.7.1 模型的約束和加載方式40-41
• 4.7.2 輸入的地震波時程41
• 4.7.3 腐蝕深度對腐蝕直管道動力時程的影響分析41-43
• 4.7.4 腐蝕深度對核管道彎頭動力時程的影響分析43-46
• 4.8 不同腐蝕長度的核電二回路管道在地震作用下的動力時程分析46
• 4.9 不同腐蝕寬度的核電二回路管道在地震作用下的動力時程分析46-47
• 4.10 地震波輸入角度對腐蝕核管道地震響應(yīng)的影響47-49
• 4.11 本章小結(jié)49-51
• 5 核電二回路腐蝕管道的抗震時變可靠度51-56
• 5.1 工程算例介紹51
• 5.2 核管道的失效應(yīng)力極限狀態(tài)方程51-52
• 5.3 核管道失效概率的計算52-54
• 5.4 本章小結(jié)54-56
• 6 核電二回路腐蝕管道在地震作用下的可靠性分析56-64
• 6.1 基于馬爾科夫鏈的核管道隨機腐蝕模型56-57
• 6.2. 核管道截面面積的概率分布57
• 6.3 腐蝕核管道的地震反應(yīng)分析57-60
• 6.4 算例60-62
• 6.5 本章小結(jié)62-64
• 結(jié)論64-67
• 參考文獻67-70
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表學術(shù)論文情況70-71
• 致謝71-72

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 沈士明,趙建平;國外壓力管道試驗研究的進展[J];壓力容器;1999年05期

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本文編號：586956