破前漏(lbb)方法在壓水堆管道分析中應(yīng)用

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1、破前漏(EBB)方法在壓水堆管道分析中應(yīng)喟摘要本文以壓水堆主管道為研究對象，分析破前漏(LBB)技術(shù)應(yīng)用情況。在核電廠事故中，核反應(yīng)堆主管道的失效方式往往是先出現(xiàn)破口而后再泄漏，即所謂的破前漏(Leak—Before．Break，簡稱LBB)，而不是雙端剪切斷裂；LBB準(zhǔn)則是防止核電廠壓力管道發(fā)生災(zāi)難性破裂事故的重要評定準(zhǔn)則。本文簡要介紹了反應(yīng)堆主管道LBB分析在國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀和意義；闡述了斷裂力學(xué)的相關(guān)理論和核反應(yīng)堆主管道LBB分析技術(shù)的概念、基本步驟及典型方法。通過理論與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法研究高壓情況下管道的破前漏現(xiàn)

2、象；假設(shè)管道已存在一處環(huán)向貫穿裂紋，運(yùn)用LBB分析方法通過理論計(jì)算得出在高壓情況下裂紋的尖端張開位移和管道的泄漏率。然后，根據(jù)假設(shè)條件進(jìn)行高壓情況下管道的破前漏(LBB)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，建立管道的LBB試驗(yàn)臺(tái)，選用10號鋼制無縫鋼管作為實(shí)驗(yàn)管道；然后利用ABAQUS軟件，確定預(yù)制裂紋的位置及模擬裂紋擴(kuò)展；最后通過實(shí)驗(yàn)，測定實(shí)驗(yàn)管道在高壓情況下的裂紋尖端張開位移萬和管道的泄漏率Q，驗(yàn)證高壓情況下管道LBB分析技術(shù)的有效性。通過上述工作，得出如下結(jié)論：所實(shí)驗(yàn)的管道具有LBB特性；通過實(shí)驗(yàn)證明了在高壓情況下管道LBB分析是有效的；以

3、及實(shí)驗(yàn)管道環(huán)向外表面裂紋的擴(kuò)展規(guī)律。關(guān)鍵詞：破前漏(LBB)理論分析；LBB實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)；ABAQUS／XFEM：數(shù)據(jù)處理與分析破前漏(LBB)方法在壓水堆管道分析中應(yīng)用ABSTRACTArealpipeofthereactorcoolantsystemhasbeentakenasstudyingobjectandanalysetheLBBechnologyapplication．Innuclearpowerplantaccident，Theleak—before-break(LBB)analysisofpressurize

4、dpipingisallimportantadvancedtechnologyforthesafetyofstructuresinnuclearreactors．LBBcriterionisamajorassessmentcriteriontopreventcatastrophicruptureaccidentofpressurizedpipinginnuclearpowerplant．Inthispaper,theresearchandapplicationofLBBtechnologyisdescribed．Some

5、typicalLBBanalysismethodsandthebasicstepsinLBBanalysisarediscussed．Throughcombinedmethodontheoryandexperiment，theLBBphenomenonofpipinginhigh-pressurecaseisstudied．Itisassumedthatpipingalreadyexistacircumferentialcrack．BasedontheLBBanalysis，Thecrackopeningdisplace

6、ment(COD)andleakrateisobtainedbytheoreticalcalculation．TheLBBtestofpipingWasdesignedundertheconditionsofhighpressure．Then，LBBtestplatformwasbuilt．The10seamlesssteelpipingwasusedforLBBexperiment，asanexperimentalpipe．AndusetheABAQUSsoftwaremodulesdeterminingthecrac

7、klocationandsimulatingitextended．Thecrackopeningdisplacement(COD=6)andleakagerateQwasdeterminedbyexperiment．TheeffectiveofLBBanalysisonpipingisverifiedunderhighpressure．Throughthesework,theconclusionswillbefound：thispipingwiththe10#steelhastheLBBcharacteristics，a

8、ndtheexperimenthasprovedthattheLBBanalysisOilpipingunderhighpressureiseffective．Thelawofthesurfacecrackpropagationonexperimentalpipingispresented．Keywords：LBBt