亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        核電廠余熱排出系統(tǒng)熱交換器管板的有限元計(jì)算方法

        2012-08-03 11:07:58
        中國核電 2012年4期
        關(guān)鍵詞:彎曲應(yīng)力實(shí)心管板

        周 丹

        (東方電氣〈廣州〉重型機(jī)器有限公司,廣東 廣州 511455)

        在AP1000第三代核電站中,非能動余熱排出系統(tǒng)里有一個非常關(guān)鍵的設(shè)備,即余熱排出系統(tǒng)熱交換器(PRHR HX),該設(shè)備的管板左側(cè)與封頭相連,右側(cè)與外伸法蘭相連,如圖1所示,該管板的孔陣排列為正方形排列。目前管板的設(shè)計(jì)方法分為兩種:彈性基礎(chǔ)上的當(dāng)量實(shí)心板理論和適用于薄板的光板彎曲理論[1],美國ASME標(biāo)準(zhǔn)即采用了當(dāng)量實(shí)心板理論,然而對于正方形排列孔板的應(yīng)力分析計(jì)算,目前ASME規(guī)范第Ⅲ卷[2]附錄A8000中尚無明確規(guī)定,僅在ASME Ⅷ-1卷[3]中有提及正方形排列孔陣的有效彈性常數(shù)的推薦計(jì)算方法。

        圖1 PRHR HX管板連接結(jié)構(gòu)示意圖Fig.1 PRHR HX tubesheet connection structure

        本文將ASME Ⅷ-1卷中給出的當(dāng)量實(shí)心板有效彈性常數(shù)的計(jì)算方法引入有限元分析,建立二維軸對稱模型對PRHR HX的管板進(jìn)行了結(jié)構(gòu)分析,并將管子內(nèi)壓引起的位移效應(yīng)通過合理的方法引入計(jì)算中,同時考慮了開孔管板的剛度削弱和強(qiáng)度削弱。最后為驗(yàn)證該計(jì)算方法的可行和可靠性,建立了真實(shí)的三維管板模型進(jìn)行數(shù)值模擬。

        1 計(jì)算模型

        PRHR HX管板的孔橋排列參數(shù)如圖2所示,基本設(shè)計(jì)參數(shù)如下:

        設(shè)計(jì)壓力:一次側(cè)Pi=17.17 MPa,二次側(cè)Po=0.1 MPa;

        設(shè)計(jì)溫度:一次側(cè)Ti=343 ℃,二次側(cè)To=20 ℃;

        管板/封頭材料:SA508 Gr3 Cl2;

        外伸法蘭材料:SA182 F304。

        二維的軸對稱模型,開孔區(qū)采用當(dāng)量實(shí)心板模擬,約束支撐筒體端部及外伸法蘭端面。三維的管板模型,取1/4塊管板,對稱面施加對稱約束。

        圖2 管板孔橋排列圖Fig.2 Tubesheet hole arrangement

        2 計(jì)算方法

        2.1 等效彈性常數(shù)的確定

        ASME Ⅷ-1卷UHX篇中給出了考慮孔帶分布形式和管子對管板加強(qiáng)作用的修正等效孔帶系數(shù)計(jì)算方法,經(jīng)計(jì)算得到的修正等效孔帶系數(shù),查圖UHX-11.4得到,。由于該彈性常數(shù)已考慮孔帶分布形式,故可直接適用于當(dāng)量實(shí)心板上,不需再附加考慮孔帶分布形式的影響因素。

        2.2 管內(nèi)壓力產(chǎn)生的位移影響修正

        ASME Ⅲ卷附錄A8132中給出了管內(nèi)壓力引起的開孔區(qū)邊緣位移的計(jì)算方法如式(1):

        式中: E*——等效彈性模量;

        v*——等效泊松比;

        E——材料彈性模量;

        v ——材料泊松比;

        Pi——管內(nèi)壓力。

        假定管板參考溫度Tref為10 ℃,管板開孔區(qū)溫度為T,則開孔區(qū)邊緣徑向位移可通過式(2)計(jì)算得到。

        式中:*R——開孔區(qū)有效半徑;

        α——熱膨脹系數(shù)。

        由式(1)和式(2)可解出開孔區(qū)溫度T為15 ℃,即通過當(dāng)量實(shí)心板的等效熱膨脹來模擬管內(nèi)壓力引起的位移效應(yīng)。

        2.3 應(yīng)力強(qiáng)度修正方法

        采用等效彈性模量作用于當(dāng)量實(shí)心板上進(jìn)行有限元分析,得到的應(yīng)力結(jié)果僅考慮了剛度削弱的修正,而未考慮強(qiáng)度削弱,故需對當(dāng)量實(shí)心板上計(jì)算得到的應(yīng)力強(qiáng)度進(jìn)行修正。

        本文采用ASME Ⅲ卷附錄A8140給出的應(yīng)力強(qiáng)度計(jì)算公式進(jìn)行修正,即按式(3)計(jì)算孔橋最窄位置上的平均應(yīng)力強(qiáng)度:

        式中:K——應(yīng)力乘數(shù);

        P——孔節(jié)距;

        h——孔帶最小截面寬度;

        σave——σr或σθ絕對值較大值。

        按式(4)和式(5)中較大者計(jì)算沿孔帶寬度和沿板厚的平均應(yīng)力強(qiáng)度:

        3 計(jì)算結(jié)果與分析

        3.1 二維軸對稱模型計(jì)算

        僅考慮模型受壓力載荷作用下的一次應(yīng)力,按照ASME標(biāo)準(zhǔn)對于應(yīng)力分類的要求,對計(jì)算得到的云圖提取9條危險截面線進(jìn)行應(yīng)力線性化處理。得到壓力載荷下管板Tresca應(yīng)力云圖,各線性化截面的總體薄膜應(yīng)力強(qiáng)度和薄膜+彎曲應(yīng)力強(qiáng)度如表1所示。

        3.2 三維管板真實(shí)模型計(jì)算

        同樣考慮模型受壓力載荷作用下的一次應(yīng)力,得到三維管板Tresca應(yīng)力云圖。按照ASME標(biāo)準(zhǔn)對于應(yīng)力分類的要求,提取9條危險截面線進(jìn)行應(yīng)力線性化處理,截面線位置同二維軸對稱模型,各線性化截面的總體薄膜應(yīng)力強(qiáng)度和薄膜+彎曲應(yīng)力強(qiáng)度如表2所示。

        3.3 ASME標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)力校核

        按照ASME 第Ⅲ卷附錄A8140用當(dāng)量實(shí)心板確定的應(yīng)力來計(jì)算多孔板的修正應(yīng)力強(qiáng)度值,并按照ASME 第Ⅲ卷NB篇對總體薄膜應(yīng)力強(qiáng)度和薄膜+彎曲應(yīng)力強(qiáng)度進(jìn)行校核,校核標(biāo)準(zhǔn)為:

        表1 2D-線性化截面應(yīng)力強(qiáng)度Table 1 2D-Linearization section stress intensity

        表2 3D-線性化截面應(yīng)力強(qiáng)度Table 2 3D-Linearization section stress intensity

        管板上機(jī)械載荷和壓力載荷作用下,沿最小孔帶寬度和沿板厚上取應(yīng)力的平均值而得到的應(yīng)力強(qiáng)度按NB3221.1,即總體一次薄膜應(yīng)力強(qiáng)度≤1.0Sm。

        管板上機(jī)械載荷和壓力載荷作用下,沿最小孔帶寬度取平均應(yīng)力值(而非沿板的厚度取平均值)而得到的應(yīng)力強(qiáng)度按NB3221.3,即總體一次薄膜+彎曲應(yīng)力強(qiáng)度≤1.5Sm。

        兩種計(jì)算模型得到的最大總體一次薄膜應(yīng)力強(qiáng)度和最大一次薄膜+彎曲應(yīng)力強(qiáng)度如表3所示。

        表3 一次應(yīng)力強(qiáng)度對比Table 3 Comparison of primary stress intensity

        4 結(jié)論

        本文對AP1000核電站中的非能動余熱排出系統(tǒng)熱交換器(PRHR HX)的管板結(jié)構(gòu)進(jìn)行了有限元分析計(jì)算,通過對彈性常數(shù)和計(jì)算應(yīng)力強(qiáng)度進(jìn)行修正,考慮了開孔區(qū)的剛度削弱和強(qiáng)度削弱,得到了管板結(jié)構(gòu)一次應(yīng)力的分布情況,同時通過建立三維開孔的管板真實(shí)模型,驗(yàn)證了上述算法的可行和可靠性,最后對管板結(jié)構(gòu)的一次應(yīng)力強(qiáng)度進(jìn)行了校核,計(jì)算結(jié)果表明:

        1)經(jīng)二維與三維分析模型計(jì)算結(jié)果的對比驗(yàn)證,除二維模型中等效當(dāng)量板與實(shí)體模型連接邊界的計(jì)算數(shù)據(jù)有較大的偏差,其余區(qū)域誤差均在25%以內(nèi),且二維等效實(shí)心板模型得到的應(yīng)力強(qiáng)度基本上都較三維模型的計(jì)算值略有偏大,即偏于保守,可見將當(dāng)量實(shí)心板理論引入二維軸對稱有限元分析,通過對其剛度和強(qiáng)度的修正,進(jìn)行管板的設(shè)計(jì)和校核是可行高效并且偏于安全的,可以廣泛應(yīng)用于熱交換器管板的分析計(jì)算中。

        2)管板結(jié)構(gòu)的一次應(yīng)力具有如下分布情況:

        從應(yīng)力分量來看,管板一次側(cè)端為壓縮應(yīng)力,二次側(cè)端為拉伸應(yīng)力,且管板中心區(qū)域的徑向和環(huán)向應(yīng)力最大,邊緣最小。管板厚度的中軸區(qū)域應(yīng)力很小。

        從應(yīng)力分類來看,布管區(qū)中心區(qū)域彎曲應(yīng)力最大,薄膜應(yīng)力最小,邊緣彎曲應(yīng)力最小,薄膜應(yīng)力最大。

        從應(yīng)力集中來看,管板一次側(cè)倒角區(qū)域有較大的應(yīng)力集中,從而導(dǎo)致了該不連續(xù)區(qū)域附近較大的薄膜應(yīng)力和彎曲應(yīng)力值,此處將是二次應(yīng)力和疲勞的重點(diǎn)分析區(qū)域。

        3)設(shè)計(jì)工況下,管板布管區(qū)最大一次薄膜應(yīng)力強(qiáng)度Pm=121.53 MPa,與Sm比率為0.58;非布管區(qū)最大一次薄膜應(yīng)力強(qiáng)度Pm=90.6 MPa,與Sm比率為0.43;管板布管區(qū)最大一次薄膜+彎曲應(yīng)力強(qiáng)度PL+Pb=225.5 MPa,與1.5Sm比率為0.73;非布管區(qū)最大一次薄膜+彎曲應(yīng)力強(qiáng)度PL+Pb=222.7 MPa,與1.5Sm比率為0.7。

        [1]王澤軍.鍋爐結(jié)構(gòu)有限元分析[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2005.(WANG Ze-jun.Analysis for Boiler Structure Finite Element [M].Beijing: Chemical Industry Press, 2005.)

        [2]ASME Boiler and Pressure Vessel Code,SectionⅢ, Rules for Construction of Nuclear Power Plant Components[R].1998 Edition with 2000 Addenda.

        [3]ASME Boiler and Pressure Vessel Code,SectionⅧ-1, Rules for Construction of Pressure Vessels[R].1998 Edition with 2000 Addend.

        猜你喜歡
        彎曲應(yīng)力實(shí)心管板
        圓柱殼大開孔接管連接處彎曲應(yīng)力性質(zhì)和評定準(zhǔn)則的探討及論證
        鼓形修形和偏載對直齒輪強(qiáng)度的影響研究*
        大型管板鉆銑一體化裝備的開發(fā)
        一種實(shí)心輪胎檢測裝置及其系統(tǒng)
        GFRP管實(shí)心混凝土組合柱的研究現(xiàn)狀與發(fā)展
        江西建材(2018年4期)2018-04-10 12:36:52
        某圓端型實(shí)心橋墩動力彈塑性時程分析
        管板堆焊鎳基合金625焊接工藝
        焊接(2016年6期)2016-02-27 13:04:57
        實(shí)心輪胎均勻硫化工藝的研究
        基于ANSYS的齒輪彎曲應(yīng)力、接觸應(yīng)力以及模態(tài)分析
        基于均布載荷的正交面齒輪齒根彎曲應(yīng)力計(jì)算方法研究
        91精品人妻一区二区三区久久久| 亚洲AV无码秘 蜜桃1区| 九九在线精品视频xxx| 中文字幕久久人妻av| 久草手机视频在线观看| 亚洲男同gay在线观看| 九九九精品成人免费视频小说| 国产a级精精彩大片免费看| 日本二区三区视频免费观看| 国产精品国产av一区二区三区| 天天爽夜夜爽人人爽一区二区| 国产成人av一区二区三区在线| 2021亚洲色中文字幕| 亚洲av狠狠爱一区二区三区| 玩弄少妇人妻中文字幕| 性久久久久久久| 久久精品国产屋| 中文字幕高清视频婷婷| 在线亚洲高清揄拍自拍一品区| 成人亚洲性情网站www在线观看| 亚洲AV秘 无码一区二区三| 激情五月开心五月av| 狠狠色狠狠色综合网| 午夜成人理论无码电影在线播放| 精品国产亚欧无码久久久| 在线观看一区二区三区视频| 国产av天堂亚洲国产av天堂| 亚洲最大av资源站无码av网址| 久久精品国产屋| 亚洲成人一区二区三区不卡| 精品无码国产自产拍在线观看| 无限看片在线版免费视频大全| 秀人网嫩模李梓熙大尺度| 亚洲av日韩一卡二卡| 朝鲜女人大白屁股ass| 亚洲电影一区二区三区| 国产精品亚洲在钱视频| 99视频在线精品免费观看6| 日韩内射美女人妻一区二区三区| 亚洲欧美变态另类综合| 亚洲国产免费不卡视频|