核电压力容器材料疲劳寿命评估方法与预测模型研究

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1、华中科技大学硕士学位论文分类号学号M201270488学校代码10487密级硕士学位论文核电压力容器材料疲劳寿命评估方法与预测模型研究学位申请人：构旭新学科专业：机械设计及理论指导教师：胡于进教授答辩日期：2015.5.18I华中科技大学硕士学位论文AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringTheresearchofnuclearpressurevesselmaterial

2、fatiguelifeevaluationandpredictionmodelCandidate:GouXuxinMajor:MechanicalDesignandTheorySupervisor:Prof.HuYujinHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaMay,2015I华中科技大学硕士学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，

3、本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适

4、用本授权书。本论文属不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日II华中科技大学硕士学位论文摘要压水反应堆（PWR）的服役环境为一回路特殊的高温高压水环境，反应堆压力容器（RPV）作为压力边界承受一定服役应力，服役过程中可能会产生环境损伤问题，对核电站的安全运行构成了潜在的威胁。根据核电站运行经验和调查，环境疲劳（CF）是PWR压力边界材料环境致裂（EAC）的主要潜在形式之一。论文研究了国产RPV材料SA508-III在高温水环境中的疲劳寿命性能，以及核

5、电压力容器的寿命评估方法，主要包括：1.讨论了基于ASME规范的环境疲劳评估流程、处理瞬态连接的方法以及处理温度和应变速率输入方法。2.通过开展国产RPV用钢SA508-III在空气中和高温水环境中的疲劳试验，研究温度和应变速率对其疲劳寿命的影响条件，得到了材料在高温水中疲劳寿命（S-N）曲线，计算出了材料的环境修正因子（Fen）。3.建立了核电压力容器出口接管的三维模型和有限元分析模型，实现了出口接管瞬态热分析和应力分析。进而对各瞬态进行配对，分别计算了使用三种连接方法的环境修正因子（Fen）和疲劳

6、损伤因子(CUFen)，分析了不同的应变率和温度输入方式对环境修正因子和疲劳损伤因子的影响，实现了核电压力容器出口接管的疲劳寿命预测。最后总结全文，提出了论文在实验和疲劳寿命评估过程中的不足，并对未来的发展进行展望。关键字：压力容器，环境疲劳，环境修正因子（Fen），疲劳评估III华中科技大学硕士学位论文AbstractPressurizedwaterreactor(PWR)isservedwithaspecialprimarycoolantcircuitwaterchemistryenvironme

7、ntofhightemperatureandhighpressurewater,reactorpressurevesselservingasapressureboundarysupportssomestress,sotheserviceprocessmaycauseenvironmentaldamageissueswhichhasapotentialthreattothesafeoperationoftheplant.Accordingtothesurveyoftheexperienceandthen

8、uclearpowerplantoperation,environmentfatigue（CF）isoneofthemainpotentialformsofPWRpressureboundarymaterialenvironmentassistedcrack.ThepaperstudiedthefatiguelifeofthedomesticRPVmaterialSA508-IIIinhightemperaturewaterenvironment,and