[发明专利]AP1000核反应堆压力容器接管安全端焊缝区缺陷简化评定方法

权利要求书

1.一种AP1000核反应堆压力容器接管安全端焊缝区的周向内表面缺陷的简化评定方法，包括：

(1)对检测到的周向内表面缺陷进行尺寸表征，将所述缺陷从周向内表面径向向外延伸的最远距离表征为缺陷深度a，并将分别经过所述缺陷沿周向延伸的两端点、从所述周向内表面径向向外延伸至所述最远距离时的两点之间的弧长表征为缺陷长度l；

(2)通过以下公式计算评定工况下的周向内表面缺陷位置处垂直于缺陷表面的无缺陷时的一次薄膜应力σ_m，

σ_m＝pD/4t

式中：

p为评定工况下的安全端管内压力，

D为安全端管外径，

t为安全端管壁厚，

σ_m的量纲为MPa；

基于安全端的实际三维几何模型和对焊缝区的不同材料赋予其不同的弹塑性材料参数进行三维有限元计算，得到周向内表面缺陷位置处垂直于缺陷表面的无缺陷时的一次弯曲应力σ_b与安全端承受的外加弯矩M的关系，所述一次弯曲应力σ_b的量纲为MPa，所述外加弯矩M的量纲为KN.m；

根据所述一次弯曲应力σ_b与外加弯矩M的关系确定所述评定工况下的合成总弯矩Mt对应的一次弯曲应力σ_b；

通过以下公式计算所述焊缝区的材料流变应力σ_f，

σ_f＝(σ_y+σ_u)/2

式中：

σ_y和σ_u分别为所述焊缝区的材料在工作温度下的屈服强度和相应的拉伸强度，单位均为MPa；

通过以下公式计算应力比SR：

SR＝(σ_m+σ_b)/σ_f；

(3)根据三维有限元模型计算得到应力比SR、周向内表面缺陷的标称化缺陷长度l/πD与标称化的允许的缺陷深度a_允许/t的关系；

根据步骤(2)计算得到的所述应力比SR以及所述检测到的周向内表面缺陷的标称化缺陷长度l/πD确定标称化的允许的缺陷深度a_允许/t；

(4)根据所述安全端管壁厚t，计算出允许的缺陷深度a_允许；

若所述缺陷深度a≤所述允许的缺陷深度a_允许，则所述检测到的周向内表面缺陷在所述评定工况下是安全的。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中的所述一次弯曲应力σ_b与外加弯矩M的关系可通过以下公式确定：

σ_b＝58.87+0.017M+6.86×10^-7M²-2.47×10^-11M³

式中所述外加弯矩M的取值范围为0-25000KN.m。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中的所述应力比SR、周向内表面缺陷的标称化缺陷长度l/πD与标称化的允许的缺陷深度a_允许/t的关系可通过以下表格1和表格2确定：

表格1为标称化的允许的缺陷深度(a_允许/t)：

其中：

注(1)为应力比SR＝(σ_m+σ_b)/σ_f，

注(2)为依所述安全端管外径D得到的周长，

注(3)为使用表格2的验收标准；表格2为表1中注(3)情况下标称化的允许的缺陷深度(a_允许/t)：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括在所述步骤(2)中对计算得到的所述应力比SR乘以一个大于1的安全系数k，得到SR_安全＝k*SR，从而在所述步骤(3)中确定出保守的标称化的允许的缺陷深度a_允许/t。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中的所述评定工况下的所述合成总弯矩Mt从设计报告中获得。