反应堆压力容器密封分析方法及应用

2010.06.25

第24卷Vol.24总第94期

反应堆压力容器密封分析方法及应用

吕勇波郑连纲杨

摘

宇

中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术国家重点实验室，成都610041

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）０２－００３４－０４

AnAnalyticalMethodandApplicationof

ReactorPressureVesselSeal

LVYong-bo,ZHENGLian-gang,YANGYu

（ＮａｔｉｏｎａｌＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＲｅａｃｔｏｒＳｙｓｔｅｍＤｅｓｉｇｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＮｕｃｌｅａｒＰｏｗｅｒＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＣｈｉｎａ，６１００４１，Ｃｈｅｎｇｄｕ，Ｃｈｉｎａ）

Abstract：Ｒｅａｃｔｏｒｐｒｅｓｓｕｒｅｖｅｓｓｅｌ（ＲＰＶ）ｉｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｅｑｕｉｐｍｅｎｔｏｆｔｈｅｍａｉｎｃｏｏｌａｎｔｌｏｏｐｐｒｅｓｓｕｒｅｂｏｕｎｄａｒｙ．Ｓｅａｌｉｎｇａｎａｌｙｓｉｓｉｓ

ｃｒｕｃｉａｌｉｎｉｔｓｄｅｓｉｇｎｐｒｏｃｅｓｓ，ｂｅｃａｕｓｅｉｔｗｉｌｌｂｅｓｕｂｊｅｃｔｔｏｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｐｒｅｓｓｕｒｅ，ａｎｄｈｉｇｈ-ｌｅｖｅｌｒａｄｉｏａｃｔｉｖｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ．ＩｎｏｒｄｅｒｔｏｖｅｒｉｆｙｔｈｅｓｅａｌｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅＨｏｎｇｙａｎｈｅＮｕｃｌｅａｒＰｏｗｅｒＰｒｏｊｅｃｔ'ｓＲＰＶｓｅａｌｉｎｇｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｔｈｅｓｅａｌｉｎｇｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓｈａｓｂｅｅｎａｎａｌｙｚｅｄｂｙｔｈｅ３ＤｅｌａｓｔｏｐｌａｓｔｉｃｍｅｔｈｏｄｏｆＡＮＳＹＳｓｏｆｔｗａｒｅ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅＲＰＶｈａｓｂｅｅｎｄｅｓｉｇｎｅｄａｎｄｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｄｉｎｌｉｎｅｗｉｔｈｔｈｅｓｅａｌｉｎｇｃｒｉｔｅｒｉａｕｎｄｅｒｎｏｒｍａｌａｎｄｄｉｓｔｕｒｂｅｄｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．

Keywords：ｒｅａｃｔｏｒｐｒｅｓｓｕｒｅｖｅｓｓｅｌ；ｓｅａｌｉｎｇａｎａｌｙｓｉｓ；Ｈｏｎｇｙａｎｈｅｎｕｃｌｅａｒｐｏｗｅｒｐｒｏｊｅｃｔ

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。在反应堆压力容器分析设计中，不仅要求保证其结构完整性———不发生容器的无延性断裂破损，而且要保证其在运行和试验工况下不发生放射性物质的泄漏。因此对反应堆压力容器进行密封分析是其设计过程中很重要的一环。

关于压力容器密封分析，国内外已经作了部、徐铭宇等［２］、Ｔ．Ｊ．Ｌｉｎ［３］分研究工作。杜雪松等［１］

等针对压力容器的三维密封分析开发了专用有限元程序，并进行了一系列的改进和相关分析。曲家棣等［４］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运行期间所承受的所有载荷瞬态进行密封验证。

日本三菱重工应用ＡＮＳＹＳ软件对秦山二期核电工程中的压力容器进行了二维有限元密封分析，但是其分析是以法兰转角换算间接获得密封面分离量，未考虑密封面局部变形因素。本文根据压力容器的密封评价标准，即压力容器内、外密封环中心线处的轴向最大分离量小于０．２ｍｍ，对红沿河核电工程的反应堆压力容器在正常运行期间承受的所有载荷瞬态进行了密封性能验证，分析方法为基于Ａｎｓｙｓ软件的三维耦合热弹塑性接触密封分析技术，考虑了密封面局部变形因素。1反应堆压力容器密封结构描述

红沿河核电工程的反应堆压力容器密封结构主要包括：压力容器半球形顶封头、顶盖法兰、

收稿日期：2010-01-07作者简介：吕勇波（１９８０－），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工作。

郑连纲（１９７９－），男，工程师，２００２年７月毕业于大连理工大学工程力学系，获学士学位，现从事反应堆结构力学工作。杨宇（１９７０－），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工作。

反应堆压力容器密封分析方法及应用

2010.06.25

第24卷Vol.24总第94期

筒体段、筒体法兰以及５８根主螺栓。为了防止冷却剂物质泄漏，顶盖法兰和筒体法兰密封面处用表面镀银的双道金属“Ｃ”型环进行密封。密封结构简图如图１所示。

（５）环槽分布于上法兰：“Ｃ”型环经插片均匀托起 …… 此处隐藏：4647字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……