HTR-10核安全一级管道的力学分析12张征明，王敏稚，何树延（清华大学核能技术设计研宄院，北京100084）文摘：核安全法规对于核安全一级管道的力学分析有详细的规定，由于计算手段的限制，核安全一级管道的力学计算常常十分棘手，不能满足分析法设计的要求该文探讨了使用通用有限元软件对核一级管道进行力学分析的方法。以HTR-10工程设计中的一个核安全管道系统为实例，介绍了采用MARC通用有限元软件进行力学分析及力学评价的过程，重点介绍了如何满足核安全法规中对于核1管道的力学分析的各个条款。该文所介绍的方法可以作为核安全！级管道的力学分析和力学评价的一条途径。

　　核级管道在核电设备当中占据着十分重要的地位，各国的核安全法规均对核级管道的设计、分析和制造做出规定尤其对于核安全一级管道，法规中的规定十分详细，对于力学计算更有许多特殊的要求目前普遍采用分析法设计，要求力学计算与管道设计同步进行，因此管道的力学计算常常十分急迫。

　　表1管道应力强度的*大值设计载荷/MPa设计载荷叠加地震载荷/MPa目道编号一次一次加二次峰值一次一次加二次峰值11680159.34159.3427.7024882248.82217.由表1可知8根管道的一次应力强度和一次加二次应力强度均远小于相应的应力限值。而对于峰值应力强度，可按2种载荷条件进行评价：在设计载荷条件下，峰值应力强度的*大值为3的规定，交变应力强度为⑴：4，取ASME——1附录中图-9.1的设计疲劳曲线，可查对应于=97.03MPa，循环次数己经趋于无穷大，其累计损伤系数接近于零。

　　在设计载荷叠加地震载荷条件下，峰值应力强度的*大值为308.22MPa，则交变应力强度为：由设计疲劳曲线，可查对应于Sa=154.11MPa，循环次数约为105次。而根据标准审查大纲SRP3. 7.3，一般规定在设计寿命内假定发生1次SSE地震和5次OBE地震，每次地震有10个*大的应力循环，这样地震所产生的*大应力循环次数不会超过60次，其累计损伤系数也非常小。因此峰值应力强度是可以满足疲劳要求的。

　　3讨论从核安全的角度来看，核工程力学计算的首要原则是必须满足核安全法规的规定而对于核安全一级管道，力学计算本身没有什么难度，困难恰恰在于如何满足核安全法规的各项条款本文依据现有的计算手段，试图尽量按照ASME规范及及相关法规对核一级管道进行力学分析和力学评价，介绍的重点也在于对法规条款的满足但由于计算条件的限制，存在以下值得讨论之处：本文没有使用专业管道计算软件，因此一些关于管道的特殊规定无法计入，这其中*主要的是在考虑挠性系数时没有计入对于转角的修正（见NB-3686. 2）但由于管道的直径较小，长细比很大，因而不对转角修正影响不大由于管道尚未进行施工安装，因此弯管半径、焊接状态等一些参数尚不能*终确定，这影响到应力指数的确定待管道安装后，应力指数可能会有所改变。

　　在采用等效静力法计算地震条件下的单元内力时，将3个方向上的计算结果进行了SRSS合成，这是法规对于动力分析法的规定，而对于等效静力法，法规中并没有明确规定要进行SRSS合成尽管本文所介绍的计算方法存在若干不完善之处，但它能够保证计算的保守性，也能够满足核安全法规各项条款的要求因此它可以作为核安全一级管道的力学分析和力学评价的一种便利的工程实用办法B4732-95.钢制压力容器一分析设计标准。

　　员。

　　2基金项目：国家“八六三”高技术项目（863-514-）2）