压水堆核电站反应堆压力容器设计方法研究

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1、专业学位硕士学位论文压水堆核电站反应堆压力容器设计方法研究TheDesignMethodsStudyofReactorPressureVesselforPressurizedWaterReactorNuclearPowerPlant作者姓名：朱永波工程领域：机械工程学号：41304054指导教师：银建中教授毛朝晖高级工程师完成日期：2017年12月大连理工大学DalianUniversityofTechnology摘要本文以第三代核电压水堆反应堆压力容器制造项目为依托，对反应堆压力容器设计技术进行全面的梳理和研究，主要从反应堆压力容器结构选型、

2、材料选择、结构失效模式、结构尺寸初算、分析法设计等方面进行研究论述。反应堆压力容器的结构选型和材料选择方面，本文主要论述当今压水堆主力堆型所选用的成熟的结构型式和母材材料特点。结构失效模式分析主要依据反应堆压力容器结构和载荷、冷却介质特性、工况及运行环境等因素，详细列出结构可能发生的失效模式，用于后续针对特定的失效模式进行详细的分析与评定。结构尺寸初算方面，根据结构初步方案图和ASME规范的规定初步计算确定容器结构壁厚和所需的补强面积。分析法设计方面，利用ANSYS有限元软件对反应堆压力容器的各个结构分别创建合理的分析模型进行详细的应力分析，保

3、证结构设计的所有失效模式满足规范的限制要求。针对反应堆压力容器的结构形状复杂，无法用解析法精确求解的问题，本文采用ANSYS软件对多个工况下的压力容器的筒体、进口接管、出口接管、顶盖贯穿件等重要部位的受力进行有限元分析，依据ASME设计规范对主要零件的应力强度，断裂和疲劳寿命进行分析与评定。通过第三代压水堆核电展反应堆压力容器的分析计算，掌握了反应堆压力容器设计的关键技术，并得到了‘中国核能行业协会’组织的专家评审会认可。为该类反应堆压力容器的自主设计奠定了技术基础，为我公司后续申请国内核1级设计资质提供技术支持。关键词：反应堆压力容器；设计；

4、有限元；评定-I-TheDesignMethodsStudyofReactorPressureVesselforPressurizedWaterReactorNuclearPowerPlantAbstractBasedonthethirdgenerationnuclearpressurizedwaterreactorRPV,thispapermakesathroughstudyofthetechnologyofRPVdesign.Thecontentsoftheresearchmainlyincluding:researchofthereact

5、orpressurevesselstructure,studyofmaterialselection,analysisofstructurefailuremode,andtheresearchofcalculatemethods,includingtheformulardesignmethodandtheanalysisdesignmethod.ThestudyofstructureselectionandmaterialselectionofRPVdiscussedthematurestructuretypeandmaterialcharac

6、teristicsofthemainlytypesofPWR.Thestructureanalysisofthefailuremodeismainlybasedonthereactorpressurevesselstructureandload,coolingmediumcharacteristics,workingenvironmentandotherfactors.Adetailedlistofpossiblefailuremodesofthestructure,forthefollow-upfortheparticularfailurem

7、odeisanalyzedandevaluatedindetail.Finally,accordingtotheprovisionsoftheinitialstructurediagramandASMEstandardpreliminarycalculationtodeterminethecontainerwallthicknessofthestructureandtherequiredreinforcementarea.Differentpartsofthereactorpressurevesselrespectivelytocreatead

8、etailedanalysisusingfiniteelementmethodtoensurethatallfailuremodesmeetthesp