[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

摘要

本发明涉及一种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，包括对检测到的周向内表面缺陷尺寸表征，确定缺陷深度a和缺陷长度l；计算评定工况下周向内表面缺陷位置处垂直于缺陷表面无缺陷时的一次薄膜应力σm；通过三维有限元分析计算得到周向内表面缺陷位置处垂直于缺陷表面无缺陷时的一次弯曲应力σb与安全端承受的外加弯矩M的关系；根据评定工况下的合成总弯矩Mt确定其对应的一次弯曲应力σb；计算焊缝区材料流变应力σf，计算应力比SR＝(σm+σb)/σf；根据三维有限元模型计算得到应力比、标称化缺陷长度与标称化允许缺陷深度的关系；判断是否缺陷深度a≤允许的缺陷深度a允许。

主权项

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σm，σm＝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，σm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σb与安全端承受的外加弯矩M的关系，所述一次弯曲应力σb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σb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σb；通过以下公式计算所述焊缝区的材料流变应力σf，σf＝(σy+σu)/2式中：σy和σu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＝(σm+σb)/σf；(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。