压水堆反应堆压力容器密封主螺栓预紧过程模拟.pdf

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1、——doi：lO．39694．issn．1008-0813．2015．06．005压水堆反应堆压力容器密封主螺栓预紧过程模拟陈宝(海军驻北京地区舰船设备军事代表室，北京100176)摘要：建立了我国自主压水堆反应堆压力容器分析模型，采用通用结构分析软件ABAQUS~密封主螺栓的预紧过程进行了模拟分析。通过计算，可以得到螺栓载荷的变化、上下法兰的变形过程，从而判断螺栓加载荷顺序和大小是否合理。对于一回路压力容器的密封预紧操作具有很好的参考价值。关键词：压水堆；压力容器；密封；主螺栓；预紧过程中图分类号：TB42文献标志码：A文章编号：1008—08l3(2015)06—0013—03Simul

2、ationofBolt—upProcessforSealMainBoltsofPWRPressureVesselCHENBao(NavyDelegationofMarineEquipmentinBeijing，Beijing100176，China)Abstract：Thereactorpressurevesselofsel~ownedpressurewaterreactor(PWR)isbuilt，andthebolt-upprocessfurmainboltsisanalyzedinthispaper．Accordingtothecalculation，thechangeofthepre

3、—loadOiltheboltsandthedeformationofthemainflangeCanbechecked，andalotofusefulconclusionsCanbegot，suchaswhetherthebolt—loadofeverystepisgoodornot，whethertheboltgroupsaregoodornot．Thesimul~ionresultsofthispaperareverymeaningfulfurthebolt—upprocessoperationofthefirstlooppressurevesse1．Keywords：PWR；pres

4、surevessel；seal；mainbolts；bolt-upO前言预紧过程，但没有建立完整的法兰模型。张添翼等采用ADVENTURECluster软件对高温气冷堆压力容器承反应堆压力容器的密封性能至关重要。通常反应压螺栓的预紧过程进行了模拟，但结果精度不足以为堆压力容器法兰面采用双道金属密封环密封，由密集工程实际服务。排列的主螺栓施加预紧力。法兰对、螺栓、螺母以及金本文以我国自主核电站反应堆压力容器为例，采属密封环构成复杂的非线性系统。因此要合理地设计用通用结构分析软件ABAQUS对主螺栓的预紧过程进法兰密封性，必须解决在分析软件中施加螺栓预紧力行了模拟分析。通过计算，可以得到螺栓载荷

5、的变化、的难题。刘坤等基于ABAQUS软件建立了单个螺栓的上下法兰的变形过程，从而判断螺栓加载荷顺序和大三维模型，计算了不同参数对接触面应力的影响”。冷小是否合理，为工程实际操作提供优选方案。峻基于MARC软件，以单根螺栓为例，比较了截面法和渗透接触法两种螺栓预紧模拟方法的效果嘲。赵飞云1加载原则等基于ANSYS软件，采用在螺栓单元中定义初应变的图1是我国自主核电站反应堆压力容器顶盖，共有方式，成功地模拟了法兰螺栓预紧力[31。48个主螺栓，按对称关系分成12组，每组4A"螺栓。按对于反应堆压力容器类密封性能要求极高的设表1顺序对螺栓进行加载，组内的螺栓载荷相同，组问备，主螺栓采用螺栓拉伸机

6、来进行预紧。螺栓预紧力的螺栓载荷进行优化配置，先高后低，原则上1～2组载的分布是否均匀，在很大程度上将决定压力容器密封荷相同；3～4组载荷相同；依此类推，如表1所示。性能。由于反应堆压力容器主螺栓数目众多，排列紧密，如果给每一个螺栓配置一个拉伸机进行整体拉伸，造价过于昂贵。采用多个拉伸机分批分阶段对法兰螺栓进行预紧是最合理的解决方案。因此采用分析软件隧对螺栓预紧过程进行模拟是非常有意义的。Toshi—michiFukuoka等采用3D有限元技术模拟了8个螺栓的收稿日期：2015—04—02作者简介：陈宝(1982-)，男，广东五华人，工程师，学士，主要从事装备质量监督。图1自主压水堆反应堆压

7、力容器顶盖俯视图13液压气动与密J~'／2015年第06期表1三级加载的载荷约束筒体4个支耳位置的3个方向的平动自由度。在顶盖的外环加了一个柱坐标系下的旋转位移约束(U2=0)的边界条件，因为是近似轴对称结构，每一步的载荷也是轴对称的。2．2螺栓力的逐级分组加载螺栓力必须在第一个分析步就施加，所以这里每一个螺栓力都从第一个step就施加上去了。通过修改螺栓力的大小来满足逐级分组加载。在一级加载中，总共建立了1