为研究核反应堆压力容器主密封瞬态力学特性和密封性能,本文建立了主密封结构三维数值模型,分析了主密封组件在典型瞬态条件下的温度和应力分布特性,从法兰和主螺栓变形协调机理角度,研究了主螺栓应力在瞬态条件下的变化规律及内在原因,总结了密封面处法兰轴向分离量变化机制,并对瞬态循环条件下密封面累积塑性变形和法兰分离量演化规律进行了预测研究。研究结果表明,温度滞后效应导致主螺栓在瞬态条件下应力交变幅值大;瞬态温度和压力对密封面处分离量影响很大,急速升压会使得分离量快速增大;在启停堆瞬态循环作用下,密封面处分离量曲线呈现周期性特征,经历若干次循环后分离量曲线达到稳定,密封面局部弹塑性变形达到安定,整体塑性变形分布趋于均匀。

蒸汽发生器是压水堆核电厂的关键核设备,研究核安全级设备的疲劳特性是保障核电安全的关键所在。蒸汽发生器的管板为排布有密集深孔的大型锻件,其制造难度高,生产周期长。在设备运行期间经历复杂而全面的载荷,针对蒸汽发生器管板,根据ASME B&PV CodeⅢ-1-NB要求和规定,进行疲劳分析的多种对比计算。以考察管板组合体应力分布对瞬态条件、材料不连续、孔板应力修正方法和孔桥超差的敏感性,最终确定合理的分析方法,为今后蒸汽发生器结构应力分析提供方法参考,而且更重要的,为处理管板制造过程中经常发生的孔桥超差不符合项提供评定的数据依据和计算的方法。