核級(jí)閘閥閥體一次薄膜加彎曲應(yīng)力的計(jì)算

2014-12-07 于健 中國(guó)人民解放軍海軍裝備部

1、概述

  核級(jí)閘閥是核電管路中的關(guān)鍵設(shè)備,其穩(wěn)定和可靠的運(yùn)行性能直接關(guān)系到管路的安全和效率。在管路運(yùn)行時(shí),閥門承受著介質(zhì)壓力及管路載荷等各種載荷,為保證閥門運(yùn)行時(shí)的安全,有必要分析在承受外載荷后的閥門應(yīng)力水平。

2、校核原理

  在對(duì)閥門進(jìn)行應(yīng)力分析時(shí),主要考慮的應(yīng)力有總體一次薄膜應(yīng)力和一次薄膜加彎曲應(yīng)力等等。一次薄膜加彎曲應(yīng)力為直接參與和機(jī)械載荷平衡的應(yīng)力。因此,在塑性變形的情況下,一次薄膜加彎曲應(yīng)力還繼續(xù)存在,當(dāng)超過材料的屈服極限時(shí),會(huì)引起過度變形。為防止閥體過度變形失效,一次薄膜加彎曲應(yīng)力必須加以限制,同時(shí)用許用應(yīng)力強(qiáng)度來(lái)保證過度變形和塑性失穩(wěn)之間具有足夠的安全裕度。根據(jù)RCC -M 的有關(guān)規(guī)定,一次薄膜加彎曲應(yīng)力需遵守Tresca( 第三強(qiáng)度理論) 屈服準(zhǔn)則及O級(jí)準(zhǔn)則,可以保證其在設(shè)計(jì)工況下的安全性、可靠性及壓力邊界的完整性。本文以核級(jí)電動(dòng)閘閥閥體為例( 圖1) ,對(duì)一次薄膜加彎曲應(yīng)力做了合理的解釋與計(jì)算。

核級(jí)閘閥閥體

圖1 核級(jí)閘閥閥體

3、設(shè)計(jì)參數(shù)

  閥體材質(zhì):06Cr18Ni11Ti

  許用應(yīng)力:120.6MPa

  安全等級(jí):一級(jí)

  抗震類別:Ⅰ類

  公稱通徑:20mm

  設(shè)計(jì)壓力:17.2MPa

  設(shè)計(jì)溫度:260℃

  連接方式:焊接

4、計(jì)算過程

  閥體內(nèi)部的載荷包括介質(zhì)壓力PS = 17. 2MPa,連接管道產(chǎn)生的應(yīng)力Peq,根據(jù)O 級(jí)準(zhǔn)則,一次薄膜加彎曲應(yīng)力限值為

核級(jí)閘閥閥體一次薄膜加彎曲應(yīng)力的計(jì)算

5、結(jié)語(yǔ)

  了解和掌握核級(jí)閥門在承受外載荷時(shí)的應(yīng)力分析方法,獲得必要的應(yīng)力分析數(shù)據(jù),以便在設(shè)計(jì)過程中留有足夠的安全裕度,用于保證核級(jí)閥門在使用過程中,其穩(wěn)定、可靠的運(yùn)行性能。