冷却剂丧失事故下稳压器波动管及人孔结构的失效机理研究

来源：核动力工程杂志2023年第1期北京时间：

作者：余航, 赵新文, 傅晟威, 朱康

单位：海军工程大学核科学技术学院，武汉，430033；

摘要：稳压器是核反应堆进行压力控制和保护的重要设备，冷却剂丧失事故（LOCA）产生的巨大冲击可能造成其关键部位的结构失效。通过多场耦合计算方法，对小破口LOCA下稳压器波动管的流动传热和结构应力、人孔结构的温度分布和密封性能进行了三维瞬态数值模拟，分析了其失效机理。结果表明：高温流体快速流入波动管形成了巨大的瞬时载荷，造成了管道短时间的强烈振动，管道中间部位变形最大，可能破坏管道支撑结构；各部位等效应力快速增大，与主管道的接管部位出现了集中应力现象，较大的应力波动会影响其寿命；人孔结构出现较大的温度分布不均匀性，密封结构下垫片的密封性能变化最大，在100 s前后其内、外侧密封面接触压力都降至设计密封比压值以下，即出现泄漏。本文根据分析结果提出了波动管和人孔结构的改进建议，可为船用核动力装置发生小破口LOCA后的事故缓解提供技术借鉴。

关键词：船用核动力装置, LOCA, 稳压器波动管, 人孔结构, 失效机理