对高压自紧式法兰密封结构进行研究,推导自紧式法兰密封比压和螺栓载荷的计算公式,并通过有限元方法进行了验证。结果表明密封比压与内压呈一阶线性递增的关系密封面越窄密封比压随内压递增速度越快,法兰端面与T形垫片支撑面间隙越大则初始密封比压越大。对某自紧式法兰进行结构以及热-结构耦合分析,研究内压、温度、弯矩工况的影响。结果表明升温对高压和低压2种工况的密封性能影响不同,低压下升温使密封比压增大,高压下升温则会使密封比压有所减小;高压自紧式法兰密封受压侧垫片密封面上应力随弯矩增大先减小,但当弯矩增大到一定值后,该应力随着弯矩的增大而增大。

该文从重水堆核电机组燃料通道高压自紧式法兰结构分析出发,结合材料性能、系统工况、维修方式等对其密封失效的原因进行了详细的剖析,同时参考相关国内外标准,通过计算得出了燃料通道高压自紧式法兰在运行工况下所需的密封比压、联接螺栓力矩,对燃料通道高压自紧式法兰可靠性提升具有重要的指导作用。通过对密封性失效原因的深度分析,可以指导电厂从备件验收、系统控制、维修实施等角度有效提高燃料通道高压自紧式法兰的可靠性,同时为自主研发高燃料通道高压自紧式法兰维修工艺提供了重要理论基础。