破前漏(LBB)技术在经历辐照损伤后的压力容器中的应用

摘要

目前核电的发展不仅要求经济性还要注重安全性。LBB技术(Leak-Before-Break)是保证核反应堆结构安全和可靠的一种重要分析方法,适用于LBB条件的压力容器可省去一些复杂的辅助设施在保证安全的前提下提高经济性。
　　 文章以法国规范RCC-MR的A16附录为基础,以AP1000反应堆压力容器为研究对象进行LBB分析。介绍了该反应堆压力容器的结构特点、选材要求、主要设计规范、标准和主要设计参数,总结出了一套运用于压水堆压力容器安全分析的LBB方法。对于反应堆压力容器,运用LBB分析时应该考虑疲劳对裂纹扩展的影响。文中假设在压力容器受力最严重的外接管管口存在一个环向贯穿裂纹,根据系统寿期内的运行工况,通过Paris公式求出该裂纹在交变载荷作用下的稳定扩展量。与此同时也应考虑压力容器特有的辐照脆化损伤效应,计算辐照后的断裂韧性参数,将其用于裂纹的疲劳扩展分析中,用中子辐照后的断裂韧性KIR来判断是否发生脆性断裂。经过验证得到:选用的模型符合LBB技术对于裂纹稳定性以及泄漏量可探测性的条件,满足从开始泄漏到裂纹失稳的时间要求。
　　 本研究按照反应堆压力容器设计规范的要求,采用一定的模型简化方法和参数估算分析,其计算结果不能直接应用于工程,但提供了一套反应堆压力容器设计过程中可采用的可行分析方法。