核安全级波纹膨胀节的设计.pdf

设计计算
核安全级波纹膨胀节的设计
陈立苏,徐晓丹2,吴健伏,盛亮
(1.南京晨光东螺波纹管有限公司,江苏南京211153,2,江苏省特种设备安全监督检验硏究院,
江苏南京211153)
摘要:核电站核岛用膨胀节具有要求高、责任重大的特点。以台山EPR核反应堆安全壳贯穿件膨
胀节为例,对地震荷载下核岛管道用波纹膨胀节的设计进行了阐述,以供同行借鉴。
关键词:核电站;波纹膨胀节;贯穿件;地震
中图分类号:TH1703.2;"TI35文献标识码:B文章编号:1001-4837(2012)01-0021-06
doi:10.3969/j.is.1001-4837.2012.01.005
Application and Design Produce Characteristics of the Nucleus
Safety Level of Expansion Joints
CHEN LI-SU,XU Xiao-dan", WU Jian-fu", SHIENG Liang
(1. Nanjing Chenguang-tora Bellows Expansion Joint Co, Ltd, Nanjing 211153, China; 2. Jiangsu
Province Special Equipment Safety Supervision Inspection Institute, Nanjing 211153, China
Abstract: The nuclear power plant island use expansion Joints is with characteristics of request tallness
and bear seriously responsibility. The nuclear island piping under seismic load of expansion joints design
was introduced, in order to provide reference for the fellow members. (Taishan EPR nuclear power plant
to different penetrations through the containment building is as an example
Key words: nuclear power plant; expansion joint; penetrations through the containment building; earth-
级(SC2)设备。
1项目来源
基本要求、功能及参数
2009年4月,某工程公司对一核电站安全壳
贯穿件膨胀节进行招标,该核电站的堆型技术为2.1执行标准
EPR压水堆。EPR核反应堆是欧洲先进的第三
RCC-M《压水堆核岛机械设备设计和建造
代核电技术,核反应堆双层安全壳设计,提高了安规则》2,FIMA《美国膨胀节制造商协会标
全壳的安全功能。
准》]。
安全売贯穿件膨胀节安装于双层安全売之间2.2功能特点
的贯穿件管道上,补偿双层安全売之间或安全売2.2.1用于连接内、外安全壳2?
与贯穿件之间的相对位移。该产品属于核安全2
产品两端分别用于连接内、外安全壳的预埋
CPVT
核安全级波纹膨胀节的设计
Vo29. Nol 2012
管,使其成为一个密闭空问(布置见图1),防止安
2)用于连接外安全壳与系统管道的参数见
全壳内的放射性物质向安全売的外部环境发生泄表2。
漏,同时补偿其可能发生的各种位移(轴向、横向
表2
含地震)。
参数
数值
公称尺寸/mm
DN700
预埋件
膨胀节
设计压力(绝压)/bar
设计温度/℃
介质
空气/水
补偿量/mm「1(热位移轴向拉伸)/6(压缩)
连接件
内层安全壳
外层安全壳
有5种不同的要求
固定
(考虑地震、极限设计等)
图1贯穿件波纹管膨胀节示意
3设计
2.2.2用于连接外安全壳与系统管道
按《民用核安全设备监督管理条例》“进行
产品两端一端与外层安全壳的预埋管相连,设计管理-?。由于RCC-M《压水堆核岛机械
另一端与系统管道相连(布置见图2),使其成为设备设计和建造规则》中无波纹管膨胀节的设计
个密闭空间,防止安全壳内的放射性物质向安计算方法,因此现波纹管的设计及采购规格书都
全売的外部环境发生泄漏的可能性,同时补偿其要求按EJMA《美国膨胀节制造商协会标准》执
可能发生的各种位移(轴向、横向含地巖)。
3.1典型结构
EPR核反应堆安全壳波纹膨胀节典型结构
预埋件
如图3所示(图中L=780mm,L=445mm,Lb=
105mm)。
连接线
膨胀节
A板
E焊端
内层安全壳
外层安全壳
0.8
图2贯穿件波纹管彫胀节示意
L
基本参数
(1)用于连接内、外安全壳的参数见表1。
图3典型结构示意
表1
3.2设计基本思路
参数
数值
该核安全级产品与常规波纹管膨胀节相比,
公称尺寸/mm
DNV300~1700
除应按常规计算:承压能力、稳定性、疲劳寿命外
设计压力(绝压)/bar
~2/0.96(内/外)
还应考虑地震荷载及引起的位移、由自身结构静
设计温度/C
200
载荷而产生的无约束的非周期性位移、多工况下
介质
的疲劳寿命及荷载计算校核问题,因此,该产品设
补偿量/mm
7(热位移轴向压缩)
计计算的基本思路与常规波纹管膨胀节有所不
其他
有5种不同的要求
同。其设计计算的基本思路为:常规计算→波纹
(考虑地震、极限设计等)
管刚度特性计算→质量计算→地震附加位移计算