压水堆核电厂一回路主管道在线断裂评价技术精度验证

压水堆核电站一回路主管道是核安全一级部件,其长寿期服役安全性能是影响核电站寿命的一个关键因素.由于一回路主管道尺寸大、制造等级高,现有的实验研究数据多是考虑内压、弯曲等单一机械载荷,尚未考虑载荷组合和热瞬态的复杂载荷,工程评价中仍需基于有限元(FE)的数值仿真方法.在大型FE软件基础上开发获得一款基于瞬态监测的在线断裂评价软件,通过与日本核能安全组织安全标准委员会公开的一回路主管道实验数据进行对比,验证所开发软件算法的适用性.分析结果表明,基于FE数值仿真方法预测的管道载荷-位移数据与实验数据最大偏差为8.2％;由于断裂时裂纹前沿明显变形,基于FE计算的断裂参量与实验偏差较大(极限条件时偏差达到30％左右);但在综合考虑管道塑性垮塌失效模式的影响后,可将与实验结果的偏差降低至6.8％.综上所述,认为所开发软件中的FE算法是可靠的,能够满足工程评价的技术需求.