AP1000核電主管道熱處理過程溫度場、應力場數(shù)值模擬.pdf

1、本文結合實際生產(chǎn),做了相關工藝的計算機模擬,對實際生產(chǎn)有一定的指導意義。文中建立了AP1000核電主管道的三維有限元模型。利用ANSYS軟件,選用solid5、solid70、solid45號單元對其加熱過程與淬火過程進行溫度場及應力場的數(shù)值模擬。加熱過程采用分段加熱工藝,第一階段初始溫度為20°C,加熱速度范圍為1.5°C/min到24°C/min,加熱至600°C保溫0-5h。第二階段加熱速度范圍為2.5°C/min到24°C/mi

2、n,加熱至1100°C保溫0-3h。研究了不同加熱速度及均熱時間對管道溫度場、應力場的影響。淬火時初始溫度為1050°C,介質溫度20°C。分別選用水和鹽水兩種介質,介質流速為0.3m/s、0.5m/s、0.7m/s、1m/s。研究兩種介質在不同流速下主管道淬火過程的溫度場、應力場以及塑形應變場。另外,為了避免淬火過程中變形過大,文中把主管道的管接頭用夾頭夾住,研究了夾持狀態(tài)下,主管道淬火過程的計算機模擬。
　　結果表明:加熱時,

3、隨著加熱時間的增長,主管道各部位溫度分布不均勻,溫差持續(xù)增大,應力也隨之增大。進入保溫階段,隨著保溫時間的增長,主管道各部位溫度趨于均勻,應力隨之減小。另外增大加熱速度,會使主管道內(nèi)外溫度溫差增大。對比不同加熱工藝下應力場數(shù)據(jù)與高溫下316LN鋼的屈服強度。我們發(fā)現(xiàn),以1.5°C/min加熱到600°C保溫5h然后再以2.5°C/min加熱到1100°C,保溫3h。此種工藝下主管道不會產(chǎn)生塑形變形,且與實際加熱工藝相比,時間更短。該工藝