单元号 3941 3942 3943 3944 3945 3946 3947 3948 3949 3950 3951 注:τ
max
应力 τττττττττττ max max max max max max max max max max max正常工况 MPa 13.8 53.8 63.9 22.8 59.1 44.1 27.7 63.6 21.7 31.0 32.9 SSE 工况 MPa 25.3 38.4 56.0 29.5 41.7 60.3 44.1 72.6 56.7 29.9 27.4 - 最大剪应力
评定结果见表6-4。
表6-4
最大剪应力 单元号 τmax MPa 3941 25.3 3942 53.8 3943 63.9 3944 29.5 3945 59.1 3946 60.3 3947 44.1 3948 72.6 3949 56.7 3950 3951 31.0 32.9 许用应力值 Fvb MPa 179 179 179 179 179 179 179 179 179 179 179 最大应力与许用应力值之比 0.14 0.30 0.36 0.16 0.33 0.34 0.25 0.41 0.32 0.17 0.18 结论 合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格 6.3 对预紧力下的地脚螺栓的横向剪切应力的评估
为防止管道发生大的横向移动,引起管道密封的失效,地脚螺栓必须有足够的预紧力,按RCC-M规范建议取0.75σy ,地脚螺栓材料在事故工况下的σy,见表6-5。
表6-5
材料 42CrMoA 剪应力τ
常温下σy MPa 720 110℃ σy MPa 672 0.75σy MPa 0.75?672=504 底部法兰在事故工况下会产生横向移动,此时法兰材料的摩擦系数f为0.3,事故工况下的最大
max
只要小于0.75σy *f,就能保证底部法兰在事故工况下的管道密封。
对预紧力下的地脚螺栓的横向剪切应力的评估结果见表 6-6。
表6-6 事故工况下最大剪切应力τmax MPa 136.2 许用剪切应力极限 0.75σy *f MPa 151.2 最大应力与 许用极限之比 0.901 结 论 合格 7. 底部法兰计算结果评定见表7-1
表7-1 工 况 正常工况 底部法兰上的应力 MPa 43.7 准则级别 A D D D 许用极限 1.0SF 2.4SF 2.4SF 2.4SF 最大应力与 许用极限比 0.426 0.502 0.858 0.927 结 论 合格 合格 合格 合格 事故工况 123.6 事故工况 211 ( 情况1 ) 事故工况 228 ( 情况2) 8. 7.4米处支撑局部应力校核
在上述五种工况计算的基础上对该处的支座结构进行三维局部分析,将上述五种工况计算所得的螺栓力(包括弯矩)作为已知力(已知弯矩),施加于支座结构上,从而计算得到整个支座结构上的应力分布。
经校核,7.4米处支撑局部应力合格。(具体计算结果不在本文列出。) 9 不同支撑组合时主风管壳体的应力分析
9.4 计算结果评定 SSE工况下不同支撑位置组合的应力校核见表9-1。
表9-1 SSE工况 7.4米处支撑与下支撑 2.9米处支撑 与下支撑 7.4米处支撑 最大应力 发生部位 MPa 79.9 主风管与底部法兰支撑筋板的连接处 189 116 2.9米支撑处 7.4米支撑处 准则级别 D D D 许用极限 MPa 2.4SH*υ=246 最大应力与 许用极限比 0.32 结论 合格 2.4SH*υ=246 2.4SH*υ=246 0.77 0.47 合格 合格 从计算结果可以看出,不同支撑组合的最大应力及发生部位有所不同,支撑下移或不加下支撑情况时主风管壳体上的最大应力明显大于7.4米处支撑与下支撑的情况,增加下支撑可以提高主风管的抗震能力。分析所选用的支撑组合为最佳支撑组合。 10. 结论
本分析根据秦山二期60万千瓦核电站的反应堆堆坑通风系统气密性主风管的几何结构,采用8结点板壳单元与梁单元组合建立计算模型,根据核二院提供的技术条件,以楼面反应谱作为地震动的输入,对主风管进行有限元强度计算。按照RCC-M的评判准则,在四种工况条件下,对计算结果进行了评定,评定结果表明,主风管壳体、底部法兰、地脚螺栓以及支撑结构等均满足强度要求。并且,从分析结果可以看出,由于主风管是高耸结构,它的抗震薄弱环节在于支撑件、连接部件以及地脚螺栓,因此抗震措施的重点在于增强连接的抗震性能。
从不同支撑组合在地震工况下的主风管应力比较又可以看出,主风管的抗震能力与抗震支撑方案有关。所选的支撑方案应该不仅能够减小热膨胀对管道的影响,并且在地震时又不造成过大的地震反应。因此要求在恰当的位置和恰当的方向上配置支撑装置。比较结果表明,本分析采用的支撑组合为最佳支撑组合。
参考文献(略)
洪瑛:1968年出生 工程师
1990年毕业于上海工程技术大学 机械制造及设备专业 本科学历 2000年华东理工大学 化工过程机械专业硕士 经树栋:1948年出生 教授