摘要：ASME规范和美国联邦法规规定了核反应堆压力容器(Reactor pressure vessel,RPV)在正常启、停堆过程中及水压试验时的压力和温度限值,2013年版ASME规范直接纳入了Code Case N-629,即同时接受了RTT0和RTNDT两种参考温度表征的材料断裂韧性KIc下包络线。本文对比分析采用KIR-RTNDT、KIc-RTNDT和KIc-RTT0三种断裂韧性取值方法所确定的压力-温度限值曲线(P-T曲线),以国产某台RPV为研究对象,计算了在40年设计寿期末和延寿期的P-T曲线。结果表明三者差别很大,基于KIc-RTT0下包络线拓宽了P-T运行窗口,甚至无需担心该容器在启停堆过程中会发生脆断,KIc-RTNDT曲线的计算结果偏保守,而由KIR-RTNDT给出的结果过于保守。研究结果为该电站的运行和延寿的可能性提供了支持。

摘要：针对运行了20万h的加氢反应器接管弯头材料2.25Cr-1Mo钢,测试了其低温拉伸性能、夏比V型缺口冲击功及断裂韧性;在此基础上,得到了其主曲线的参考温度,通过进一步预测得到了该钢在整个韧脆转变区的断裂韧度分布。结果表明:2.25Cr-1Mo钢主曲线的参考温度为-154℃;经过20万h的运行,该钢仍具有充足的韧性;验证了主曲线方法对非核电用2.25Cr-1Mo钢的适用性。

摘要：在役核电厂的延寿对减少碳排放和推动能源转型起到重要作用,反应堆压力容器(RPV)材料的断裂韧度是电站寿命管理所需的必要参数。现役轻水堆RPV材料通常由铁素体钢制成,这类钢材的断裂韧度存在固有的韧脆转变特性、高度分散性以及温度相关性。另外,测试试样几何尺寸差异引起的断裂韧度尺寸效应和强中子辐照导致的韧脆转变温度偏移等因素的影响,使得准确表征铁素体钢的断裂韧度非常困难。为此,学者们提出了多种描述铁素体钢断裂韧度的方法。其中,基于概率统计的断裂韧度表征方法能便捷、合理地描述铁素体钢断裂韧度固有特性,具有广阔的工程领域应用前景。典型代表——主曲线法——因测试试件需求量少且允许采用小尺寸试样获取材料的断裂韧度而备受青睐。为解决小试样测试断裂韧度时的尺寸效应,学术界开展了大量的断裂韧度表征参数T0与拘束度的关联工作。此外,为表征中子辐照对铁素体钢断裂韧度的影响,除定期通过辐照监督试样测试断裂韧度以外,还建立了基于物理机制的辐照脆化预测模型。本文在简述核电用铁素体钢发展历程的基础上,分别对当前的断裂韧度表征方法、断裂韧度尺寸效应的关联方法和辐照后断裂韧度的评价方法进行了综述,总结了铁素体钢在断裂韧度表征上存在的问题并对未来研究方向进行了展望。

摘要：对16MnR钢在韧脆转变区进行了夏比冲击试验,利用有限元分析软件ABAQUS考虑了冲击过程中高应变率对基体材料的强化效应,并耦合延性损伤GTN模型对转变区的夏比冲击试验进行了数值模拟研究。对比试样断面上的延性裂纹扩展长度发现,GTN模型的预测结果是可接受的。通过有限元模拟获得了试样在冲击过程中各时刻的力学场,研究了在延性裂纹扩展过程中裂纹尖端应力应变场的变化规律和应变率分布规律。模拟分离得到夏比冲击功AKV包含的各部分能量,发现在冲击过程中塑性功消耗占绝大部分。

摘要：反应堆压力容器(RPV)辐照脆化后的结构完整性评定(简称“评定”)是核电厂长寿期运行论证中的关键技术难点之一。梳理国内外的相关研究成果,并结合作者团队的研究进展,进行了典型事故瞬态特性分析、RPV评定模型对比、评定准则研究和专用软件开发四方面的关键技术探讨。研究表明,具有重新打压特性的事故瞬态更加危险;不同规范采用了不同方法处理RPV内表面堆焊层问题,其对分析结果存在明显影响;考虑材料的热预应力特性、裂纹止裂性能、尺寸拘束效应等都有益于结构的安全评价;基于通用的商业软件,通过二次开发建立了RPV辐照脆化断裂评定专用软件。

摘要：采用紧凑拉伸C(T)试样测试了某台国产反应堆压力容器用508-Ⅲ锻件的主曲线参考温度T0。为了方便今后在热室中进行辐照材料的断裂韧性试验,专门修改了C(T)试样的前端面设计。有限元分析和采用修改、未经修改的C(T)试样的试验结果均表明,对试样的修改不会影响断裂韧性试验。发现C(T)试样测得的T0值与前期采用三点弯曲SE(B)试样确定的T0值仅相差约1℃。为此详细探讨了ASTM E1921标准第1.3和5.7条款有关试样形式对T0的影响,试验结果印证了这些条款的阐述,所测得的T0试验值接近材料的T0平均值。

摘要：针对厚壁反应堆压力容器(RPV)辐照脆化后的含缺陷结构完整性评定(简称“评定”)是核电厂长寿期运行安全论证中的关键技术难点,综述了国际上在厚壁含缺陷RPV堆芯筒体段断裂测试分析的研究成果,并结合国际原子能机构和笔者团队相关的数值研究成果,论述了典型事故瞬态下RPV堆芯筒体段裂纹的启裂、止裂与撕裂性能,认为事故工况下,RPV中浅裂纹具有良好的止裂特性,基于开发的瞬态参数在线监测的评定技术,提出了基于瞬态参数在线监测的RPV辐照脆化断裂评定的方法。所探讨的评定技术对论证RPV长寿期安全运行特性具有参考价值。