液態(tài)金屬冷卻反應(yīng)堆是第四代反應(yīng)堆的重要堆型,一回路采用池式布局以液態(tài)金屬作為冷卻劑。該類堆型具有較高安全性,一回路覆蓋氣體壓力較低是重要的系統(tǒng)特征。在正常運行下,主容器內(nèi)氣壓為負壓,而在基準事故下,主容器內(nèi)部氣壓上升而轉(zhuǎn)變?yōu)檎龎�。因此主容器的氣體密封需具有氣體雙向密封能力以同時滿足內(nèi)部負壓強和正壓強的氣體密封要求。本文根據(jù)雙氣壓模式的特點,通過在主容器與頂蓋連接處布置雙道金屬C型密封環(huán)實現(xiàn)雙向密封的功能。并以典型主容器密封為例,利用有限元分析獲得了金屬密封環(huán)在正負兩種氣壓模式下的非線性響應(yīng),包括回彈曲線、徑向滑移量和接觸應(yīng)力,再通過泄漏理論得到主容器的密封性能參數(shù)。計算分析結(jié)果表明,主容器的氣體雙向設(shè)計密封性能良好,能夠保證密封要求,可為有類似環(huán)境要求的主容器密封提供一定參考。 

【文章來源】：核科學與工程. 2020,40(02)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

正常工況密封環(huán)應(yīng)力分布圖

圖3 正常工況密封環(huán)應(yīng)力分布圖可以看到，內(nèi)外兩個密封環(huán)的應(yīng)力分布情況類似，其應(yīng)力較大值出現(xiàn)于繞絲彈簧，由于繞絲彈簧是密封環(huán)的本體，承擔著壓縮回彈的作用，因此在受到壓力時，該部分會有較大的應(yīng)力產(chǎn)生；而外覆面是直接與金屬壁面相接觸的部分，在密封環(huán)受到壓縮時，外覆面將產(chǎn)生大變形而填補金屬壁面的缺陷，這使接觸部分產(chǎn)生較大的應(yīng)力。

同時在兩種工況之下，對應(yīng)密封環(huán)的應(yīng)力分布情況也相近，查看密封環(huán)的應(yīng)力值，發(fā)現(xiàn)其數(shù)值存在著差別。兩種工況下密封環(huán)各部分的應(yīng)力最大值如表3所示。表3的結(jié)果表明，繞絲彈簧的應(yīng)力最大值小于其材料的屈服強度，說明了這些部分能夠正常工作，并能保持良好的性能；而外覆面的應(yīng)力峰值已經(jīng)大于其屈服強度，一方面說明使用非線性模型模擬是必要的，另一方面說明外覆面已產(chǎn)生顯著的塑性形變，這對于密封是有益的，它既可以有效地填補法蘭壁面，同時能夠增加密封面的接觸面積；內(nèi)覆面應(yīng)力小于其屈服強度，均處于彈性形變范圍內(nèi)，它能夠平穩(wěn)的傳遞載荷，保護繞絲彈簧。在正常工況與基準設(shè)計事故這兩種工況下均有這樣的結(jié)論。


本文編號：3245933