【摘要】：反應(yīng)堆壓力容器是反應(yīng)堆的重要部件,保證其結(jié)構(gòu)完整性對(duì)整個(gè)核電站的安全運(yùn)行有著十分重要的意義。反應(yīng)堆壓力容器的工作環(huán)境十分嚴(yán)苛,幾乎在服役期間都處于高溫高壓以及中子輻照的作用下,并且還需要面臨不同規(guī)模的失水事故的考驗(yàn)。此外,反應(yīng)堆壓力容器屬于大型鑄件,其生產(chǎn)工藝要求很高,造價(jià)昂貴。但鑄件中含有缺陷幾乎是不可避免的,這就要求反應(yīng)堆壓力容器在含有裂紋的情況下也能正常工作。裂紋是常見的缺陷形式,對(duì)反應(yīng)堆壓力容器進(jìn)行斷裂分析具有重要意義。隨著斷裂力學(xué)的發(fā)展,其研究方法也在不斷進(jìn)步,目前通常會(huì)引入約束效應(yīng)對(duì)不同的構(gòu)件進(jìn)行分析,常用的雙參數(shù)法有KT法、J-Q法和J-A2法等。此外,反應(yīng)堆壓力容器結(jié)構(gòu)完整性的評(píng)估方法也在不斷發(fā)展。各個(gè)國(guó)家也頒布了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn),以確保反應(yīng)堆壓力容器中的結(jié)構(gòu)完整性,與此同時(shí),也能保證一定的經(jīng)濟(jì)效益。本文采用了J-A2雙參數(shù)法對(duì)反應(yīng)堆壓力容器的圓筒區(qū)域進(jìn)行彈塑性斷裂分析,結(jié)合工程實(shí)際,建立了相應(yīng)的有限元模型,并通過商業(yè)軟件ABAQUS6.10進(jìn)行仿真。主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)對(duì)考慮堆焊層和不考慮堆焊層的分析結(jié)果進(jìn)行比較,以此研究正常工況下、小型失水事故中和中型失水事故中堆焊層對(duì)J積分與約束參數(shù)A2影響;在正常工況下,堆焊層的影響可以忽略,在小型失水事故中考慮堆焊層的結(jié)果更危險(xiǎn),而在中型失水事故中,堆焊層則能夠減緩熱沖擊的影響。(2)改變反應(yīng)堆壓力容器軸向載荷,分析了正常工況下單向載荷與雙向載荷下的J積分與約束參數(shù)A2,對(duì)比分析了單向載荷與雙向載荷裂紋尖端應(yīng)力場(chǎng);結(jié)果表明:軸向應(yīng)力對(duì)J積分沒有影響;裂紋表面點(diǎn)附近的約束水平會(huì)隨著軸向應(yīng)力的增加而增加,而軸向應(yīng)力對(duì)裂紋最深點(diǎn)的約束水平則幾乎沒有影響。(3)通過新R6準(zhǔn)則對(duì)正常工況下反應(yīng)堆壓力容器進(jìn)行了安全評(píng)估,并且引入約束效應(yīng)對(duì)評(píng)估結(jié)果進(jìn)行修正;結(jié)果表明:考慮約束會(huì)得到更為安全的結(jié)果。(4)通過主曲線法對(duì)中型失水事故中的反應(yīng)堆壓力容器進(jìn)行結(jié)構(gòu)完整性評(píng)估,并考慮約束加以修正;結(jié)果表明:考慮約束得到的評(píng)估結(jié)果有較大的安全裕量。
【圖文】：

堆壓力容器除了要承受載荷之外，還要包容堆芯的多樣性使得其結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜。本文的研究區(qū)域并且將其簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)單的薄壁圓筒。將模型的內(nèi)為 2200mm，壁厚 B 為 200mm，容器高度取為 堆焊層的影響，，因此需要建立包含堆焊層和不包不同而帶來的差異，在一個(gè)模型中建立兩個(gè)區(qū)域區(qū)域（Base）�？紤]堆焊層時(shí)，這兩個(gè)區(qū)的材料屬下兩個(gè)區(qū)域的材料屬性則一致設(shè)置為母材的材時(shí)間，二來還可以避免模型不同帶來的仿真誤差半橢圓裂紋，用圖 2.1 示意。

彈性模量 E(GPa)Modulus of elasticity200 194 186 179 172泊松比νPoisson’s ratio0.3 0.3 0.3 0.3 0.3熱導(dǎo)率(W/m·K)Thermal conductivity16 16 17 17 18比熱容 C(J/g·K)Specific heat capacity0.5 0.5 0.54 0.54 0.59平均熱膨脹系 αT×106(1/K)Mean thermal expansion coef.15 16 17 19 21屈服強(qiáng)度 σs(MPa)Yield strength Rp0.2320 320 320 320 --切向模量 ET(GPa)Tangent modulus2 2 2 2 2
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TL351.6

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2696458