穩(wěn)壓器波動管是壓水堆核電站重要的管道設備,其結構完整性對核電站安全運行有重要作用。20世紀80年代,熱分層現象對波動管的疲勞破壞開始在全世界范圍內引起人們的重視,并且在同一時代,輕水堆環(huán)境下金屬疲勞壽命會降低的現象也被發(fā)現。由于熱分層作用在壓水堆電站管道設計中沒有被考慮在內,因此研究熱分層現象對波動管疲勞壽命的影響對壓水堆安全運行有重要意義。為了對波動管的疲勞壽命進行評估,首先需要獲得波動管的溫度分布以便計算其承受的載荷。獲得波動管溫度分布的方法主要有三種：建立熱分層瞬態(tài)、計算機數值計算和現場溫度監(jiān)測,三種方法各有其優(yōu)缺點和應用價值。穩(wěn)壓器波動管的熱分層流動是一個流體—結構耦合問題。為了降低研究難度,一般假定波動管變形比較微小不會影響內部的流動。本文使用計算流體力學的方法計算了反應堆啟停階段波動管內分層流動時的溫度場,并以得到的溫度場為基礎使用有限元計算軟件對波動管的應力變化進行了分析。采用引入環(huán)境影響系數的方法,分析了熱分層作用對波動管疲勞壽命的影響。分析結果顯示,反應堆啟動和停堆階段的熱分層流動對波動管疲勞壽命有可觀的影響。歷史監(jiān)測數據能夠涵蓋所有工況下波動管的溫度分布情況,因此使... 

【文章來源】：華北電力大學河北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：49 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景和意義
    1.2 課題研究動態(tài)
        1.2.1 國內研究動態(tài)
        1.2.2 國外研究動態(tài)
    1.3 本文研究內容
第2章 波動管中的熱分層流動
    2.1 熱分層現象
    2.2 熱分層溫度分布的理想化
    2.3 熱分層發(fā)生判據和分層瞬態(tài)建立
    2.4 本章小節(jié)
第3章 熱分層對波動管疲勞影響的有限元計算
    3.1 有限元模擬
        3.1.1 有限元模型
        3.1.2 溫度載荷
    3.2 應力與變形結果
        3.2.1 簡化溫度分布計算結果
        3.2.2 CFD計算溫度場結果
    3.3 疲勞壽命評估
        3.3.1 輕水堆環(huán)境對金屬疲勞壽命的影響
        3.3.2 熱分層造成的附加使用系數
    3.4 本章小節(jié)
第4章 基于監(jiān)測數據的波動管疲勞壽命計算
    4.1 波動管疲勞壽命損耗計算的方法
        4.1.1 波動管的應力計算
        4.1.2 雨流計數法
        4.1.3 環(huán)境影響系數的計算
    4.2 疲勞壽命損耗計算軟件開發(fā)
        4.2.1 軟件架構與運行平臺
        4.2.2 程序開發(fā)與測試
    4.3 程序運行驗證
    4.4 本章小節(jié)
第5章 結論與展望
    5.1 結論
    5.2 不足之處
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]壓水堆穩(wěn)壓器波動管熱分層現象的流固耦合傳熱數值模擬[J]. 劉彤,王雪彩,衣書賓.  中國電機工程學報. 2013(02)
[2]布置方式對波動管熱分層現象的影響分析[J]. 賴建永,黃偉.  核動力工程. 2011(06)
[3]穩(wěn)壓器波動管蠕變破裂失效尺寸敏感性分析[J]. 張龍飛,王少明,陳維軍.  原子能科學技術. 2011(05)
[4]穩(wěn)壓器波動管熱分層應力及疲勞分析[J]. 余曉菲,張毅雄.  核動力工程. 2011(01)
[5]壓水堆穩(wěn)壓器波動管熱分層的分析研究[J]. 李澍,曹小偉.  核動力工程. 2009(S2)
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[7]穩(wěn)壓器波動管考慮熱分層影響的疲勞分析[J]. 梁兵兵,李崗,王高陽.  原子能科學技術. 2008(S2)
[8]核電廠管線中的熱分層現象[J]. 郭德朋,陸道綱,馮預恒.  原子能科學技術. 2007(05)
[9]穩(wěn)壓器波動管熱分層分析[J]. 張毅雄,楊宇.  核動力工程. 2006(06)
[10]雨流計數法及其在疲勞壽命估算中的應用[J]. 王宏偉,邢波,駱紅云.  礦山機械. 2006(03)



本文編號：3551298