釷基熔鹽堆（Thorium Molten Salt Reactor-Liquid Fuel,TMSR-LF1）回路管道最高運行溫度達650℃,高溫服役下的管道蠕變-疲勞損傷分析及評定至關重要。目前僅ASME-BPVC-III-5-HBB規(guī)范中有適用于高溫核一級管道的蠕變-疲勞損傷暫行評定方法,但該方法對于復雜管道系統(tǒng)使用起來過于繁瑣。本文旨在使用管道分析軟件PepS軟件實現(xiàn)高溫核一級復雜管系的分析與結構完整性評估。首先結合管道結構在多種載荷組合作用下的截面應力狀態(tài)解析解,進行管道截面應力分析及應力線性化,并將結果與有限元數(shù)值解進行對比分析,兩者的誤差結果基本一致。隨后,利用PepS軟件對TMSR-LF1回路管道進行了力學分析和結構完整性評估,結其蠕變疲勞損傷結果位于包絡線以內(nèi),滿足蠕變疲勞極限的要求。該研究將管道分析軟件與ASME評定規(guī)范進行了有效銜接,明確了評定方法,實現(xiàn)了高溫核一級復雜管系的蠕變疲勞評估。 

【文章來源】：核技術. 2020,43(03)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

管道應力強度分布

圖2 管道應力強度分布管道截面的應力線性化需要使路徑穿過管道整個截面，但使用實體單元進行有限元分析無法提供通過空白處的應力分類及線性化結果，因此僅對比使用ANSYS和PepS軟件分析結果提取截面載荷計算出的管道截面應力線性化結果。基于上述計算結果，選取一條路徑沿厚度方向通過整個管道截面并通過截面上應力最大點處，根據(jù)式（6)～(9）進行應力線性化，結果如表2所示。結果表明：薄膜應力與彎曲應力基本一致，但峰值應力略大。

管道截面的應力線性化需要使路徑穿過管道整個截面，但使用實體單元進行有限元分析無法提供通過空白處的應力分類及線性化結果，因此僅對比使用ANSYS和PepS軟件分析結果提取截面載荷計算出的管道截面應力線性化結果�；谏鲜鲇嬎憬Y果，選取一條路徑沿厚度方向通過整個管道截面并通過截面上應力最大點處，根據(jù)式（6)～(9）進行應力線性化，結果如表2所示。結果表明：薄膜應力與彎曲應力基本一致，但峰值應力略大。由上述計算和誤差分析結果可知，現(xiàn)有的分析結果和應力分類線性化結果吻合較好。雖然PepS的結果中峰值應力的最大值偏大，更為保守，但對于大規(guī)模的復雜管道分析來說，采用該方法進行可大大減少計算時間，具有一定的實用性和可操作性。

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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[2]UNS N10003合金高溫蠕變理論模型與數(shù)值模擬研究及應用[D]. 王曉艷.中國科學院大學(中國科學院上海應用物理研究所) 2018



本文編號：3603380