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蒸汽发生器传热管堵头结构敏感性分析

李经怀 韩一乐 周全 应秉斌 巢孟科 杨星

李经怀, 韩一乐, 周全, 应秉斌, 巢孟科, 杨星. 蒸汽发生器传热管堵头结构敏感性分析[J]. 核动力工程, 2023, 44(5): 181-187. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.05.0181
引用本文: 李经怀, 韩一乐, 周全, 应秉斌, 巢孟科, 杨星. 蒸汽发生器传热管堵头结构敏感性分析[J]. 核动力工程, 2023, 44(5): 181-187. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.05.0181
Li Jinghuai, Han Yile, Zhou Quan, Ying Bingbin, Chao Mengke, Yang Xing. Sensitivity Analysis of Heat Transfer Tube Plug Structure of Steam Generator[J]. Nuclear Power Engineering, 2023, 44(5): 181-187. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.05.0181
Citation: Li Jinghuai, Han Yile, Zhou Quan, Ying Bingbin, Chao Mengke, Yang Xing. Sensitivity Analysis of Heat Transfer Tube Plug Structure of Steam Generator[J]. Nuclear Power Engineering, 2023, 44(5): 181-187. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.05.0181

蒸汽发生器传热管堵头结构敏感性分析

doi: 10.13832/j.jnpe.2023.05.0181
详细信息
    作者简介:

    李经怀(1984—),男,高级工程师,主要从事核承压设备设计工作,E-mail: lijinghuai@snerdi.com.cn

    通讯作者:

    韩一乐,E-mail: 1020328414@qq.com

  • 中图分类号: TL353+.13

Sensitivity Analysis of Heat Transfer Tube Plug Structure of Steam Generator

  • 摘要: 核电厂蒸汽发生器(SG)传热管堵头是维修传热管常用的部件,采用二维轴对称模型弹塑性分析对堵头封堵过程进行模拟,研究拉伸距离、胀块与堵头摩擦系数、堵头内壁斜度与胀块斜度、牙宽、牙高、槽宽以及胀块长共7个参数对封堵过程中拉杆力、胀块接触力以及牙最大接触力的影响,并分别进行了敏感性分析,得出单个参数敏感性变化预测公式,建立了所有敏感性参数对堵头封堵过程的敏感性影响工程估算式。研究结果可为SG传热管堵头结构设计提供参考。

     

  • 图  1  SG 传热管堵头结构有限元几何模型示意图

    Figure  1.  Schematic Diagram of Finite Element Geometric Model of SG Heat Transfer Tube Plug Structure

    图  2  敏感性参数示意图

    Figure  2.  Schematic Diagram of Sensitivity Parameters

    图  3  拉杆力随胀块位移的线性化处理

    Figure  3.  Linearization Treatment of Tension Rod Force with Displacement of Expansion Block

    图  4  胀块接触力随胀块位移的线性化处理

    Figure  4.  Linearization Treatment of Expansion Block Contact Force with Expansion Block Displacement

    图  5  各牙接触力变化图

    Figure  5.  Changes of Contact Force of Each Tooth

    图  6  摩擦系数变化敏感性分析及拟合预测曲线

    Figure  6.  Sensitivity Analysis of Friction Coefficient Change and Fitting Prediction Curve

    图  7  堵头内壁与胀块斜度变化敏感性分析及拟合预测曲线      

    Figure  7.  Sensitivity Analysis of Plug Inner Wall Slope and Expansion Block Slope Change and Fitting Prediction Curve

    图  8  牙宽变化敏感性分析及拟合预测曲线

    Figure  8.  Sensitivity Analysis of Tooth Width Variation and Fitting Prediction Curve

    图  9  牙高变化敏感性分析及拟合预测曲线

    Figure  9.  Sensitivity Analysis of Tooth Height Variation and Fitting Prediction Curve

    图  10  槽宽变化敏感性分析及拟合预测曲线

    Figure  10.  Sensitivity Analysis of Groove Width Variation and Fitting Prediction Curve

    图  11  胀块长变化敏感性分析及拟合预测曲线

    Figure  11.  Sensitivity Analysis of Expansion Block Length Variation and Fitting Prediction Curve

    表  1  材料机械性能参数

    Table  1.   Material Mechanical Properties

    部件 材料 抗拉强度σb/MPa 屈服强度σs/MPa 弹性模量E/GPa 伸长率δ/% 泊松比v
    胀块、拉杆 ASTM A564-2019 TYPE XM-16 1620 1515 203 8 0.3
    堵头、传热管 690合金 586 276 208 30 0.31
    管板 SA-508 Gr.3 Cl.2 621 448 191 16 0.3
    下载: 导出CSV

    表  2  敏感性分析参数

    Table  2.   Sensitivity Analysis Parameters

    参数名称 变化量
    拉伸位移x/mm 10 15 20
    胀块与堵头f 0.04 0.1 0.2 0.3 0.4
    堵头内壁与胀块斜度o
    牙宽a/mm 1.1 1.2 1.27 1.4 1.5
    牙高d/mm 14.9 15.04 15.1 15.2 15.3
    槽宽c/mm 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5
    胀块长b/mm 14 16 17 20
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-10-10
  • 修回日期:  2023-06-27
  • 刊出日期:  2023-10-13

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