反应堆压力容器密封分析方法及应用

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1、摘要：反应堆压力容器是主回路冷却剂压力边界屏障的一个重要设备，它具有高温、高压、高放射性的特点，对其进行密封分析是其设计过程中很重要的一环。为了验证红沿河核电工程中压力容器结构设计的密封性，采用基于Ansys软件的三维耦合热弹塑性接触密封分析技术，对红沿河核电工程的压力容器密封结构在正常与扰动工况下的密封性能进行了计算，结果表明其在正常与扰动工况下满足密封要求。关键词：压力容器；密封分析；红沿河核电工程中图分类号：TL351．6文献标识码：A文章编号：1001—9006(2010)02—0034—04AnAnalyticalMetho

2、dandApplicationofReactorPressureVesselSealLVYong-bo，ZHENGLian—gang,YANGYu(NationalKeyLaboratoD'ofReactorSystemDesignTechnology．NuclearPowerInstituteofChina，610041，Chengdu，China)Abstract：Reactorpressurevessel(RPV)isanimportantequipmentofthemaincoolantlooppressureboundary

3、．Sealinganalysisiscrucialinitsdesignprocess，becauseitwillbesubjecttohightemperature，pressure，andhigh—levelradioactivecharacteristics．InordertoverifythesealperformanceoftheHongyanheNuclearPowerProject’sRPVsealingstructurethesealingefectivenesshasbeenanalyzedbyt3Delastopl

4、asticmethodofANSYSsoftware．TheresultsshowthattheRPVhasheendesignedandmanufacturedinlinewilhthesealingcriteriaundernormalanddisturbedconditions．Keywords：reactorpressurevessel；sealinganalysis；Hongyanhenuclearpowerprojeet反应堆压力容器是主回路冷却剂压力边界屏日本三菱重工应用ANSYS软件对秦山二期核电_[障的一个重要设备，

5、它具有高温、高压、高放射程中的压力容器进行了二维有限元密封分析，但性的特点。在反应堆压力容器分析设计中，不仅是其分析是以法兰转角换算间接获得密封面分离要求保证其结构完整性——不发生容器的无延性量，未考虑密封面局部变形因素。本文根据压力断裂破损，而且要保证其在运行和试验工况下不容器的密封评价标准，即压力容器内、外密封环发生放射性物质的泄漏。因此对反应堆压力容器中心线处的轴向最大分离量小于0．2mm，对红沿进行密封分析是其设计过程中很重要的一环。河核电工程的反应堆压力容器在正常运行期间承关于压力容器密封分析，国内外已经作了部受的所有载荷瞬

6、态进行了密封性能验证，分析方分研究工作。杜雪松等ll、徐铭字等、T．J．LinE]法为基于Ansvs软件的三维耦合热弹塑性接触密封等针对压力容器的三维密封分析开发了专用有限分析技术，考虑了密封面局部变形因素。元程序，并进行了一系列的改进和相关分析。曲¨∞∞。。一一曩1反应堆压力容器密封结构描述；¨家棣等对压力容器进行了热态实验与分析。但是，这些研究并没有对压力容器密封结构在正常红沿河核电工程的反应堆压力容器密封结构运行期间所承受的所有载荷瞬态进行密封验证。主要包括：压力容器半球形顶封头、顶盖法兰、收稿日期：2010一Ol一07作者简介

7、：吕勇波(1980一)，男，工程师，2007年3月毕业于华中科技大学力学系，获硕士学位，现从事反应堆结构力学丁作。郑连纲(1979一)，男，工程师，2002年7月毕业于大连理工大学下程力学系，获学士学位，现从事反应堆结构力学工作。杨宁(1970一)，男，高级工程师，1992年毕业于上海交通大学工程力学系，获学士学位，现从事反应堆结构力学分析T作。筒体段、筒体法兰以及58根主螺栓。为了防止冷(5)环槽分布于上法兰：“C”型环经插片均却剂物质泄漏，顶盖法兰和筒体法兰密封面处用匀托起，随顶盖一起吊装，便于每次换料时更换表面镀银的双道金属“C

8、”型环进行密封。密封结“C”型环。构简图如图1所示。在实际装配后，由58根主螺栓的预紧力来压紧顶盖法兰与简体法兰之间的“c”型环，依靠“c”型环对顶盖法兰与简体法兰的回复力，使其对密封面上凹凸不平处加以填塞以达到密封效果