破前漏(lbb)方法在压水堆管道分析中应用

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1、破前漏(EBB)方法在压水堆管道分析中应喟摘要本文以压水堆主管道为研究对象,分析破前漏(LBB)技术应用情况。在核电厂事故中,核反应堆主管道的失效方式往往是先出现破口而后再泄漏,即所谓的破前漏(Leak—Before.Break,简称LBB),而不是双端剪切断裂;LBB准则是防止核电厂压力管道发生灾难性破裂事故的重要评定准则。本文简要介绍了反应堆主管道LBB分析在国内外的研究现状和意义;阐述了断裂力学的相关理论和核反应堆主管道LBB分析技术的概念、基本步骤及典型方法。通过理论与实验相结合的方法研究高压情况下管道的破前漏现

2、象;假设管道已存在一处环向贯穿裂纹,运用LBB分析方法通过理论计算得出在高压情况下裂纹的尖端张开位移和管道的泄漏率。然后,根据假设条件进行高压情况下管道的破前漏(LBB)试验设计,建立管道的LBB试验台,选用10号钢制无缝钢管作为实验管道;然后利用ABAQUS软件,确定预制裂纹的位置及模拟裂纹扩展;最后通过实验,测定实验管道在高压情况下的裂纹尖端张开位移万和管道的泄漏率Q,验证高压情况下管道LBB分析技术的有效性。通过上述工作,得出如下结论:所实验的管道具有LBB特性;通过实验证明了在高压情况下管道LBB分析是有效的;以

3、及实验管道环向外表面裂纹的扩展规律。关键词:破前漏(LBB)理论分析;LBB实验设计;ABAQUS/XFEM:数据处理与分析破前漏(LBB)方法在压水堆管道分析中应用ABSTRACTArealpipeofthereactorcoolantsystemhasbeentakenasstudyingobjectandanalysetheLBBechnologyapplication.Innuclearpowerplantaccident,Theleak—before-break(LBB)analysisofpressurize

4、dpipingisallimportantadvancedtechnologyforthesafetyofstructuresinnuclearreactors.LBBcriterionisamajorassessmentcriteriontopreventcatastrophicruptureaccidentofpressurizedpipinginnuclearpowerplant.Inthispaper,theresearchandapplicationofLBBtechnologyisdescribed.Some

5、typicalLBBanalysismethodsandthebasicstepsinLBBanalysisarediscussed.Throughcombinedmethodontheoryandexperiment,theLBBphenomenonofpipinginhigh-pressurecaseisstudied.Itisassumedthatpipingalreadyexistacircumferentialcrack.BasedontheLBBanalysis,Thecrackopeningdisplace

6、ment(COD)andleakrateisobtainedbytheoreticalcalculation.TheLBBtestofpipingWasdesignedundertheconditionsofhighpressure.Then,LBBtestplatformwasbuilt.The10seamlesssteelpipingwasusedforLBBexperiment,asanexperimentalpipe.AndusetheABAQUSsoftwaremodulesdeterminingthecrac

7、klocationandsimulatingitextended.Thecrackopeningdisplacement(COD=6)andleakagerateQwasdeterminedbyexperiment.TheeffectiveofLBBanalysisonpipingisverifiedunderhighpressure.Throughthesework,theconclusionswillbefound:thispipingwiththe10#steelhastheLBBcharacteristics,a

8、ndtheexperimenthasprovedthattheLBBanalysisOilpipingunderhighpressureiseffective.Thelawofthesurfacecrackpropagationonexperimentalpipingispresented.Keywords:LBBt

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