AP1000核電主管道淬火過程溫度場(chǎng)應(yīng)力場(chǎng)的數(shù)值模擬.pdf

1、AP1000核電主管道是核電站核島中關(guān)鍵設(shè)備之一，需要擁有良好的機(jī)械性能和長久的使用壽命，以保證電站的正常運(yùn)行。目前，對(duì)主管道大型鍛件的淬火工藝主要依靠經(jīng)驗(yàn)來制定。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，計(jì)算機(jī)模擬開始運(yùn)用在淬火過程中，模擬結(jié)果可以為實(shí)際使用情況提供參考。由于AP1000核電主管道不僅規(guī)格大且價(jià)格貴，為了了解其淬火過程，本文采用計(jì)算機(jī)模擬的方法進(jìn)行研究。
　　本論文將計(jì)算機(jī)模擬運(yùn)用在淬火過程中，先研究加載主管道與淬火槽介質(zhì)流場(chǎng)的

2、關(guān)系，進(jìn)而研究淬火過程中主管道的溫度場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)和應(yīng)變場(chǎng)的關(guān)系。
　　根據(jù)實(shí)際淬火槽建立其介質(zhì)流場(chǎng)有限元模型，利用流體力學(xué)模擬軟件FLUENT對(duì)空載和加載后淬火槽內(nèi)介質(zhì)流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬，分析了不同進(jìn)口流速下淬火槽內(nèi)介質(zhì)流場(chǎng)分布，以及分析了主管道置于槽內(nèi)不同位置下介質(zhì)流場(chǎng)的影響。根據(jù)模擬結(jié)果，得到主管道在槽內(nèi)放置的位置和其內(nèi)外壁流速的分布。結(jié)果表明：主管道在方式一下的有限元模型CHC1(位置尺寸為：L1(7.7m)、W1(3.5m)、

3、H1(4.5m))更適合其淬火；隨著淬火槽進(jìn)口流速的增大，主管道內(nèi)外壁流速也增加，但是淬火槽內(nèi)介質(zhì)流速相比于進(jìn)口流速更加小。
　　由淬火槽介質(zhì)流場(chǎng)模擬結(jié)果，得到主管道內(nèi)外壁流速。采用反傳熱法計(jì)算出不同進(jìn)口流速下試樣與介質(zhì)之間的換熱系數(shù)。利用有限元軟件ANSYS建立淬火過程中主管道溫度場(chǎng)、應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)數(shù)值模擬。分析數(shù)值模擬結(jié)果，可以預(yù)測(cè)現(xiàn)有工藝下主管道可能出現(xiàn)的問題。結(jié)果表明：隨著進(jìn)口流速的增大，主管道溫度冷卻的越快；對(duì)于主管道來說，