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AP1000核电蒸汽发生器管子与管板胀/焊过程模拟与接头性能研究

作　者: 闫宗宝
导　师: 王国珍
学　校: 华东理工大学
专　业: 化工过程机械
关键词: 管子管板胀接焊接 AP1000 蒸汽发生器
分类号: TL353.13
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

论文用三维有限元数值模拟的方法,对于第三代AP1000核电蒸汽发生器管子/管板胀接的力学过程、焊接过程和接头在常温和操作工况下的性能进行了研究。主要的研究工作和得到的结果如下：(1)分别对AP1000和AP600核电蒸汽发生器管子与管板接头在不同胀接压力下的胀接过程及拉脱过程进行了模拟,得到了管子/管板界面的残余接触压力和管子过渡区残余应力的分布规律；及残余接触压力、管子减薄率和接头拉脱强度与胀接压力的关系。结果表明：随胀接压力的增加,接头残余接触压力和管子减薄率基本呈线性增加趋势,管子拉脱力呈现分段增加趋势。(2)采用热-力耦合数值方法研究了管板堆焊层、热源半径及焊接工艺对管子/管板焊接接头残余应力的影响。得到了接头焊接残余应力的分布及焊接参数对其分布的影响。结果表明：接头焊接完成后,在焊缝根部出现了较大的应力集中；沿管板表面的径向路径,径向和环向残余应力均为先增大后减小,最后趋于零,而且接头焊接残余应力在径向的影响范围不大；管板表面的堆焊层可有效地降低焊接接头的残余应力；随焊接热源半轴长度的增加,焊接残余应力减小；随焊接电流的增加,焊接残余应力增大。(3)研究了管子/管板接头在服役条件下的性能,得到温度载荷、压力载荷及二者耦合条件对接头残余接触压力和拉脱强度的影响规律。结果表明：工作压力载荷的施加可有效地提高接头界面的残余接触压力,拉脱强度和密封性；工作温度载荷的施加降低了接头界面的残余接触压力,拉脱强度和密封性,影响接头的服役安全可靠性；耦合情况下的接头性能是由温度载荷、压力载荷的共同作用决定的。在保证正常工作的条件下,应控制一次侧的流体温度不向上过度波动,控制一次侧的流体压力不向下过度波动,以免使接头性能降低,造成接头泄漏事故的发生。

AP1000核电蒸汽发生器管子与管板胀/焊过程模拟与接头性能研究

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