水平管气液两相流微孔泄漏特性

为了揭示气液两相流微孔泄漏过程中的复杂泄漏特性,以空气-水为介质开展泄漏实验。实验管道内径为32 mm,破口直径为3mm,破口方位为0°、45°、90°、135°及180°。实验气液相折算速度范围分别为3.5~25.0m·s^(-1)和0.052~0.397 m·s^(-1),涵盖波浪流、段塞流及环状流3种流型。结果表明泄漏气液量取决于泄漏影响区面积大小,主要受破口方位、流型及气液折算速度影响。对于90°、135°和180°破口,泄漏特性大致相同。环状流下泄漏气量最大,泄漏液量分布范围最广,段塞流泄漏气量居中。推导建立了气液泄漏流量、差压、干度耦合关系式,该关系式不受流型、破口方位等因素影响,可用于气液两相流微孔泄漏量预测。

LBB设计中管道贯穿裂纹张开位移及泄漏率计算研究

在核电站管道破前漏设计(LBB)过程中,需要对管道的关注部位假设一个贯穿裂纹,然后计算该裂纹在正常运行工况下的裂纹张开位移(COD)以及流体泄漏率,从而验证管道LBB设计准则的适应性。本文介绍了COD以及泄漏率计算的意义,然后探讨了各种计算方法的优缺点和发展方向,最后给出了自主开发程序的验证算例。文中讨论的问题可为LBB技术在我国核电厂中的应用提供参考。

热老化对核电厂一回路主管道LBB分析失效模式的影响

核电厂一回路主管道的材料热老化对其"未爆先漏"(LBB)分析存在明显的影响,基于美国NUREG/CR 4513报告,分析了热老化对一回路主管道的结构塑性极限载荷、裂纹扩展稳定性图(J-T图)、弹塑性断裂失效(EPFM)临界裂纹尺寸和结构失效模式的影响。案例分析结果表明,热老化增加了材料的流变应力和结构塑性极限载荷(增加了11.78%)、降低了材料韧性(裂纹扩张量为5 mm时下降了62.65%)、同样的撕裂模量下热老化后允许的J积分降低了50%以上,热老化后结构的塑性极限载荷与EPFM极限载荷之比(对应于ASME规范Ⅺ卷的Z因子)明显增大。研究结果还表明,在较大的外部载荷作用下,J-T图的驱动力曲线不再是条直线,这与诸如ASME规范Ⅺ卷的简单分析假设不一致,采用ASME规范中的简单假设可能得到非精确的结论。主管道既可能发生EPFM失效,又可能发生塑性失稳失效,发生EPFM失效对应的载荷区间更大。

核反应堆管道和压力容器的LBB分析

管道和压力容器的破前漏（ＬＢＢ）分析是在近二十年里发展起来的保证核反应堆结构安全性和可靠性的一种重要分析方法．本文综述了ＬＢＢ分析的国内外研究和应用现状，介绍了一些典型的ＬＢＢ分析方法以及ＬＢＢ分析过程中遇到的一些主要问题，尤其是与断裂力学相关的问题，包括韧性裂纹扩展的稳定性分析、裂纹张开面积和泄漏率的计算等．ＬＢＢ问题的研究对于我国核能工业的发展具有重要的意义．

未爆先漏(LBB)理论及其应用研究进展

回顾并评述了目前世界范围内的主流的"未爆先漏(LBB)"理论,指出LBB评定图技术是目前较能适合工程安全评定并被广泛应用的LBB准则。综述了LBB技术应用现状,指出LBB技术在压力容器设计方面的应用还仅处于初级的理想状态;而LBB技术在压力容器评定方面的应用,先漏后爆(LBB)评定图的改造、裂纹扩展稳定性分析及泄漏率的计算是亟待解决的问题,为下一步LBB技术应用研究工作指明了方向。

破前漏(LBB)分析方法在钠冷快堆管道分析中的应用探讨

采用破前漏(LBB)分析方法,对中国实验快堆余热排放系统中间回路进行断裂力学分析。假设在其受力最严重的管段,反应堆运行前已存在一个贯穿裂纹,根据系统寿期内的运行工况,运用J积分撕裂模量汇交方法,求出在综合最恶劣工况(即合成出包络工况)下裂纹的临界长度;通过Paris公式求出该裂纹在交变载荷作用下的稳定扩展量;利用CASTEM2000程序建立力学模型,分别求出包络工况下寿期末裂纹和临界裂纹的张开面积。结果证明,该管道在其寿期内可能出现的最大裂纹张开面积小于(DT)/4(D为管道直径,T为管壁厚)。

LBB泄漏率计算与热力学非平衡效应影响评估

裂纹泄漏率计算是破前漏(LBB)在核电站管道和设备上应用的基础。在Fauske模型基础上,整个裂纹内流体流动假设为等焓过程且充分考虑摩擦效应对裂纹临界泄漏率的影响,利用Mathcad计算得到了管道裂纹两相泄漏率,与已有文献中实验数据进行对比,将其发展成为可准确计算裂纹泄漏率的计算机程序。同时根据两相流动不平衡理论,对模型进行热力学不平衡参数影响修正。结果表明:随裂纹长径比(L/D)增大,两相泄漏率减小;随裂纹入口滞止压力增大,两相泄漏率增大;裂纹入口流体过冷度增大,两相泄漏率增大,数学模型计算结果与实验结果趋势一致,但忽略热力学非平衡效应,数学模型计算得到的临界流量小于实验流量。对于热力学不平衡参数修正后模型,模型计算得到的结果均与实验数据符合很好,故由修正后模型编制的Mathcad程序可完成裂纹泄漏率的准确计算,为LBB在核电站管道上的应用提供基础。

LBB裂纹稳定性分析方法研究

破前漏(LBB)分析是一种先进的管道分析评价技术,其关键技术是裂纹的稳定性分析,决定着LBB技术的可用性。本文从核级管道的失效模式出发研究了LBB分析的裂纹稳定性分析问题,并探讨了修正J积分撕裂模量汇交方法(J-T方法)、修正极限载荷分析法以及两倍弹性斜率法的优缺点和适用范围,最后通过工程算例对不同分析方法进行检验,其结论可为我国核电站管道的LBB设计提供参考。

LBB思想在HTR-10蒸汽发生器传热管上的应用

试图将LBB思想应用到高温气冷堆蒸汽发生器传热管上 ,按其中的若干原则规定 ,对蒸汽发生器传热管进行了LBB分析 ,初步结果表明传热管满是LBB和件 ,具有较大的安全裕度。对SG管束进行的LBB分析初步结果显示SG管束满足LBB准则。

焊接管道LBB分析中泄漏速率的研究

先泄后断(LBB)技术已经广泛地应用于焊接压力容器及管道的设计中,该理论是指在压力容器和管道中的裂纹达到失稳状态以前,可以检测到通过该裂纹的流体的泄漏。使用计算机程序模拟了通过裂纹的流体泄漏速率;通过有限元分析程序Fluent,对简单情况下的单相流体在压力管道中裂纹不同张开方向上的泄漏速率进行模拟计算,并对其结果进行比较分析。得出泄漏速率与裂纹张开位移(COD)和裂纹长度的关系均不是线性关系,并且COD的扩展对泄漏速率的影响要大于裂纹长度对其的影响。因此,COD的扩展值是影响管道内流体泄漏速率的主要因素。

LBB概念在多面壳体胀球上的应用

单曲率多面壳体胀球工艺采用拼装焊接单曲率拼瓣成封闭壳体然后胀形制造球形容器 ,具有良好的发展前景。本文试图利用LBB概念解决该工艺加载过程中的安全问题 ,其基本思想是控制胀形加载速率 ,使压力介质进入多面壳体的速率小于压力介质 ,从而满足LBB准则的裂纹泄漏的速率。初步的研究结果表明该方法是可行的。

核反应堆压力容器接管安全端堆焊修复结构的LBB分析

核反应堆压力容器接管安全端异种金属焊接接头在服役中通常会产生高温高压水环境中的应力腐蚀裂纹扩展。目前减轻和修复这种裂纹的技术是在安全端管接头外表面堆焊一层更抗腐蚀的镍基合金(Alloy52M)材料。本文通过三维结构的有限元断裂力学分析,计算得到了堆焊修复结构的"先漏后断"(Leak-before-break,LBB)曲线和韧带失稳线,并分析了堆焊层厚度对LBB安全边际的影响。结果表明,堆焊修复后结构的LBB曲线和韧带失稳线在没有堆焊层结构的曲线上方,且随堆焊层厚度的增加,LBB曲线和韧带失稳线上移,表明堆焊修复及堆焊层厚度的增加使安全端结构的LBB安全边际增大。

核电管道LBB裂纹张开面积和泄漏率计算程序开发

在核电管道LBB设计和评定中,裂纹张开面积(COA)和泄漏率是需要计算的重要参数。而裂纹张开位移(COD)是计算COA的基础。为了提高COD,COA和泄漏率的计算精度和效率,需要采用改进的计算方法并实现程序计算。基于增强参考应力法(ERS)的COD计算方法,开发了LBB分析中计算环向穿透裂纹管道的COA和泄漏率的计算程序。所开发的程序可以直接输入材料的真应力—真应变关系数据计算,并适用于单纯拉伸载荷、弯曲载荷及拉/弯复合非比例加载三种载荷情况,拓宽了现有计算方法的局限性。通过程序计算结果与有限元计算结果和文献中管道试验结果的对比分析,验证了计算程序的准确性。

含裂纹核级管道三维有限元分析与LBB评定

三维裂纹仿真分析和防断裂设计问题一直是断裂理论和工程应用研究的主要课题。管道系统是核动力工程中的关键部件。运用三维有限元分析软件ANSYS和裂纹分析专用程序Franc3D,针对中国实验快堆(CEFR)一段余热排放系统中的含裂纹管道进行了三维裂纹仿真模拟分析和LBB(Leak-Before-Break)评定。快堆管道工作时处于高温状态,因此,采用适用于高温环境下的材料和法国结构安全设计规范RCC-MR.A16标准文件。研究的管道材料为9Cr1Mo钢的改良型——T91/P91管材,分析模型为含裂纹的三维结构,且包括管道高温工况和蠕变效应。仿真计算结果表明,针对所研究的工况,蠕变较疲劳对三维裂纹扩展的影响更大。采用T91钢的管路系统能够满足相关规范中的LBB设计准则。该研究为快堆管道选材、含缺陷管道安全评估和高温完整性评定提供设计参考。

LBB泄漏监测系统在三代压水堆核电厂的应用研究

LBB(Leak-Before-Break)技术是保证核反应堆结构安全和可靠的一种重要分析方法 ,广泛应用于三代核电堆型中。该技术降低了核电厂设计、建造及维护的复杂性,提升了核电厂的经济性。本文对LBB技术在三代核电堆型中的应用情况进行了研究,并对各堆型中基于LBB技术的泄漏监测系统的原理、技术特点及性能指标进行了介绍和分析。最后,对各种探测技术进行了总结。

核电厂高能管道LBB分析技术概述

介绍核电厂高能管道破前漏(LBB)分析技术的发展背景、应用现状和一般分析流程。综述LBB分析技术规范文件和研究文献,并对LBB分析技术中需要解决的问题进行分析。

LBB分析中管道裂缝泄漏率的计算

简要地介绍了在ＬＢＢ（Ｌｅａｋ－Ｂｅｆｏｒｅ－Ｂｒｅａｋ）分析中欠热或饱和液体在裂缝流道的一般排放特性，给出了考虑不平衡流动特性的求解泄漏率的基本方程组，并对商用３００ＭＷ核电站主管道热段作了泄漏率的实例计算。结果表明，在主管道中应用ＬＢＢ分析技术是可行的。

350 MW机组真空系统泄漏问题分析

某公司1号汽轮机组与2号汽轮机组的排气压力差值约2 kPa,影响机组的安全、经济运行。通过查看DCS运行画面及对数据进行分析,判断漏点的大小及方位,利用氦质谱仪对现场重点部位进行逐一排查,结合部分案例对汽轮机真空系统的管理与检漏的思路进行总结。对机组真空系统严密性影响最大的位置为真空破坏阀,重新对真空破坏阀水封注水,汽轮机真空泄漏情况明显好转。

影响三芯弹力纱牛仔织物风格的因素分析

为了提高三芯弹力纱牛仔布面质量,详述传统三芯弹力纱装置存在的问题,探讨装置改造方法、改造后设备存在的问题及解决措施;通过不同张力作用进行包覆试验,根据包覆效果分析三芯纱长丝外漏原因并提出整改方法,并以3个不同包芯纱品种布幅不匀为例,通过数据分析、显微镜观察、拆纱分析方法判断氨纶丝断丝、氨纶丝劈丝和丝牵伸倍数不正常的原因并阐述解决措施。指出:控制三芯纱布面漏丝要保证长丝退绕张力平稳均匀、无阻力,可采用上下张力装置改善漏丝问题;要加强巡回检查和把关力度,避免因无丝、断丝、劈丝等问题导致布面起皱或失弹;巡回检查中应及时发现影响氨纶丝牵伸倍数的相关因素,避免罗拉缠绕,提高三芯纱的生产效率,提高纱线及布面质量。

Gurson模型参数对管道裂纹扩展的影响分析

破前漏(LBB)技术广泛应用于核电厂的高能管道上,管道在复杂工况下的裂纹稳定性是LBB研究的核心问题之一,而管道材料的断裂阻力曲线(J-R曲线)是其稳定性分析的重要基础.本文以铁素体钢A533B为研究对象,拟采用Gurson损伤模型模拟紧凑拉伸试样在拉力作用下的断裂过程,并研究Gurson模型参数对计算结果的影响.计算结果表明:材料的初始孔隙率f_0对计算结果的影响最大,当孔隙率逐渐增大,裂纹扩展向失稳发展,而临界孔隙率f_N仅影响裂纹初步扩展的J值;其次的影响参数是载荷步控制参数α,随着α增大,裂纹扩展模拟朝着稳定与收敛方向发展.本文的模拟结果可用于确定材料的Gurson模型参数,为管道的裂纹扩展分析作基础.