發(fā)電站加熱和冷卻運轉(zhuǎn)過渡事件的疲勞評價的校正系數(shù)的算出方法
【技術(shù)領域】
[0001] 本發(fā)明涉及在發(fā)電站加熱和冷卻運轉(zhuǎn)過渡事件的疲勞評價中對按設計運轉(zhuǎn)條件 求出的應力強度值乘以應力強度校正系數(shù)，將其校正為實際運轉(zhuǎn)條件下的應力強度值的疲 勞使用系數(shù)的計算方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 利用ASME See. Ill NB-3200以及NB-3600進行原子能發(fā)電站的主要設備和配管的 疲勞設計。圖1(a)的黑色曲線是加熱設計條件，實際的發(fā)電站如圖1(a)的紅色所示在設 計條件之下進行運轉(zhuǎn)。因而，在根據(jù)設計條件進行運轉(zhuǎn)中的發(fā)電站的疲勞評價的情況下，與 實際的運轉(zhuǎn)條件相比保守地進行評價，這帶來縮短疲勞壽命的結(jié)果。
[0003] 在與本發(fā)明有關(guān)的韓國登記專利公報第10 - 1083121號中，為了改善這種情況 而提出了"采用特性疲勞使用系數(shù)曲線的過渡狀態(tài)基礎的疲勞使用系數(shù)的算出裝置及其方 法"。在上述文獻中提出的方法假定在圖1(a)的實際運轉(zhuǎn)條件下如圖1(b)所示僅發(fā)生1 次應力強度循環(huán)，但實際上如圖I (c)所示會發(fā)生2次或者根據(jù)運轉(zhuǎn)條件發(fā)生2次以上的應 力強度循環(huán)。因而，上述文獻所涉及的方法過小地評價了疲勞的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 發(fā)明要解決的問題
[0005] 本發(fā)明要解決的問題是，使基于應力強度校正系數(shù)（α、β)的實際運轉(zhuǎn)條件下的 應力強度循環(huán)發(fā)生次數(shù)的計數(shù)方法實現(xiàn)通用化，能準確地計算基于各運轉(zhuǎn)條件的疲勞使用 系數(shù)。
[0006] 本發(fā)明要解決的另一個問題是，能使用應力強度校正系數(shù)使可能發(fā)生的運轉(zhuǎn)條件 下的應力強度實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫化而快速地計算疲勞使用系數(shù)。
[0007] 用于解決問題的方案
[0008] 本發(fā)明的解決方案提供使用了應力強度校正系數(shù)（Correction Factor，α、β ) 的疲勞使用系數(shù)的計算方法，其中包括：階段1，按照式（4)，對于按設計條件求出的應力 強度，考慮鑒于實際運轉(zhuǎn)條件的特性的應力強度校正系數(shù)來計算實際運轉(zhuǎn)條件下的應力強 度：
[0009] SActual= a XPXSneslgn (4);
[0010] 階段2,導出在上述計算出的應力強度中表示最大范圍的過渡狀態(tài)條件；階段3， 計算交變應力強度（S alt);階段4,將交變應力強度代入由ASME Sec. III給出的特定材料所 對應的交變應力強度一容許循環(huán)線圖，計算容許循環(huán)次數(shù)；以及階段5,用實際運轉(zhuǎn)循環(huán)數(shù) 除以容許循環(huán)數(shù)，計算疲勞使用系數(shù)。
[0011] 發(fā)明效果
[0012] 本發(fā)明有如下有利的效果：能應用應力強度校正系數(shù)（α、β )使與實際運轉(zhuǎn)條件 對應的應力強度循環(huán)發(fā)生次數(shù)計數(shù)方法實現(xiàn)理想化而準確地計算基于各運轉(zhuǎn)條件的疲勞 使用系數(shù)。
[0013] 本發(fā)明的另一個效果是，能使用應力強度校正系數(shù)使可能發(fā)生的運轉(zhuǎn)條件下的應 力強度實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫化，能快速計算疲勞使用系數(shù)。
【附圖說明】
[0014] 圖1以比較的方式圖示了設計加熱條件和實際運轉(zhuǎn)加熱條件以及與其對應的應 力強度時間履歷。
[0015] 圖2表示設計和實際運轉(zhuǎn)時可能發(fā)生的多種加熱模式。
[0016] 附圖標iP,說明
[0017] UF (usage factor):疲勞使用系數(shù)
[0018] N :可容許的循環(huán)的數(shù)量
[0019] Neq :等同的可容許的循環(huán)的數(shù)量
[0020] η :應力循環(huán)的數(shù)量
[0021] S :應力強度
[0022] Siktual:實際運轉(zhuǎn)過渡狀態(tài)所對應的應力強度
[0023] Stteslgn :設計過渡狀態(tài)所對應的應力強度
[0024] Salt:交變應力強度
[0025] Seq:等價應力強度
[0026] α :過渡模式所對應的應力校正系數(shù)
[0027] β :加熱/冷卻比所對應的應力校正系數(shù)
[0028] Sp SA、S3:給出的過渡狀態(tài)所對應的應力強度
【具體實施方式】
[0029] 說明用于實施本發(fā)明的具體內(nèi)容。
[0030] 圖2表示在設計和實際運轉(zhuǎn)條件下可能發(fā)生的多種加熱方式。事例1是基于設計 條件的加熱，事例2是加熱一在中間維持特定溫度一再加熱，事例3是按加熱一完全冷卻一 再加熱進行的實際運轉(zhuǎn)條件。
[0031] 設計條件的加熱/冷卻率是10° F/hr，實際運轉(zhuǎn)條件的加熱/冷卻率為約50° F/ hr 〇
[0032] 在圖2中，在加熱一維持溫度一再加熱條件的事例2的情況下，與設計條件（事例 1)相比發(fā)生1次追加應力循環(huán)，在加熱一完全冷卻一再加熱條件（事例3)的情況下，與設 計條件的上述事例1相比發(fā)生2次追加應力循環(huán)。
[0033] 因而，此時追加發(fā)生的應力循環(huán)的影響是能使用將設計條件（事例1)的疲勞評價 結(jié)果與運轉(zhuǎn)條件（事例2、3)所對應的疲勞評價結(jié)果進行比較而導出的校正系數(shù)來使應力 強度循環(huán)發(fā)生次數(shù)實現(xiàn)通用化。
[0034] 即，包括使用通過設計條件的疲勞評價結(jié)果和運轉(zhuǎn)條件下的疲勞評價結(jié)果的比較 而導出的校正系數(shù)來使應力強度循環(huán)發(fā)生次數(shù)實現(xiàn)通用化的階段。
[0035] 說明基于過渡狀態(tài)類型算出應力強度校正系數(shù)（α )。
[0036] 為了算出過渡狀態(tài)對應的應力強度校正系數(shù)（α )，假定與任意的過渡狀態(tài)A進行 負荷組合。圖2的設計條件和加熱一完全冷卻一再加熱條件（事例3)的過渡狀態(tài)負荷的 組合如表1所示。表1表示加熱條件下的過渡狀態(tài)的組合。
[0037] [表 1]
[0038]
[0039] 在發(fā)生過渡狀態(tài)類型2 (事例3)的情況下，應力強度與過渡狀態(tài)類型1(事例1) 不同。因而，使用式（1)計算過渡狀態(tài)類型2所對應的等價容許循環(huán)數(shù)。
[0040] 在此，將表1的各交變應力強度所對應的循環(huán)代入由ASME Sec. III給出的該材料 所對應的交變應力強度一容許循環(huán)線圖中求出Nl和N3。
[0041 ]
[0042] 此時，將使用式（1)求出的等價容許循環(huán)數(shù)（Neq)代入由ASME Sec. III給出的該材 料所對應的交變應力強度一容許循環(huán)線圖中求出等價應力強度（SJ。
[0043] 最后，使用式（2)求出基于過渡狀態(tài)類型的應力強度校正系數(shù)（α )。
[0044]
[0045] (α :基于過渡狀態(tài)類型的校正系數(shù)）
[0046] 下面，說明基于加熱/冷卻率算出應力強度校正系數(shù)（β )。
[0047] 當加熱/冷卻率變化時，應力強度也變化，因此必須求出基于各加熱/冷卻率的應 力強度校正系數(shù)（β)來進行校正。應力強度校正系數(shù)（β)如式（3)所示利用基于特定加 熱/冷卻率的應力強度與設計應力強度的比來求出。在此，可以假定特定的加熱/冷卻率 與設計條件下的值的比按10%~120%變化而求出。
[0048]
V " /
[0049] Siktual是實際運轉(zhuǎn)過渡狀態(tài)所對應的應力強度，S Hgn表示設計過渡狀態(tài)所對應的 應力強度。
[0050] 下面，說明使用了應力強度校正系數(shù)的疲勞使用系數(shù)的計算方法。
[0051] 本發(fā)明提出的應力強度校正系數(shù)如下所述用于計算疲勞使用系數(shù)。
[0052] 步驟1 :是考慮設計運轉(zhuǎn)條件并使用式（4)計算應力強度的階段。
[0053] SINTiktual= α X β XSINT Deslgn (4)
[0054] 步驟2 :是導出上述計算出的應力強度中表示最大范圍的過渡狀態(tài)條件的階段。
[0055] 步驟3 :是計算交變應力強度（Salt)的階段。
[0056] 步驟4 :是將交變應力強度代入由ASME Sec. III給出的該材料所對應的交變應力 強度一容許循環(huán)線圖來計算容許循環(huán)數(shù)的階段。
[0057] 步驟5 :是將實際運轉(zhuǎn)次數(shù)除以容許循環(huán)數(shù)來計算疲勞使用系數(shù)的階段。
[0058] 工業(yè)h的可利用件
[0059] 本發(fā)明提供了一種在發(fā)電站加熱和冷卻運轉(zhuǎn)過渡事件疲勞評價中，對按設計運轉(zhuǎn) 條件求出的應力強度值乘以應力強度校正系數(shù)，將其校正為在實際運轉(zhuǎn)條件下求出的應力 強度值的方法，將其用于疲勞使用系數(shù)的計算，能進行更準確的發(fā)電站加熱和冷卻運轉(zhuǎn)過 渡事件的疲勞評價，因此工業(yè)上的可利用性非常高。
【主權(quán)項】
1. 一種使用了基于過渡狀態(tài)類型的應力校正系數(shù)的疲勞使用系數(shù)的計算方法，其特征 在于，包括： 考慮設計運轉(zhuǎn)條件并使用式（4)計算應力強度的階段： SINTActual=aX0XSINT Design (4)， 導出上述計算出的應力強度中表示最大范圍的過渡狀態(tài)條件的階段； 計算交變應力強度（Salt)的階段； 將交變應力強度（salt)代入特定材料的疲勞特性曲線來計算容許循環(huán)次數(shù)的階段；以 及 將實際運轉(zhuǎn)次數(shù)除以容許循環(huán)次數(shù)來計算疲勞使用系數(shù)的階段。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的使用了應力校正系數(shù)的疲勞使用系數(shù)的計算方法，其特征在 于， 使用式（2)求出基于過渡狀態(tài)類型的應力校正系數(shù)（a):3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的使用了應力校正系數(shù)的疲勞使用系數(shù)的計算方法，其特征在 于， 使用式⑶求出應力校正系數(shù)（0):
【專利摘要】一種使用了應力校正系數(shù)的疲勞使用系數(shù)的計算方法，包括：計算應力強度的階段；導出上述計算出的應力強度中表示最大范圍的過渡狀態(tài)條件的階段；計算交變應力強度(Salt)的階段；將交變應力強度(Salt)代入特定材料的疲勞特性曲線來計算容許循環(huán)次數(shù)的階段；以及用實際運轉(zhuǎn)次數(shù)除以容許循環(huán)次數(shù)來計算疲勞使用系數(shù)的階段。
【IPC分類】G06F19/00
【公開號】CN105095637
【申請?zhí)枴緾N201510122597
【發(fā)明人】夫明煥, 權(quán)琮周, 李載坤, 鄭圣奎, 金賢洙, 吳暢均, 沈希晉
【申請人】韓國水力原子力株式會社
【公開日】2015年11月25日
【申請日】2015年3月19日
【公告號】US20150323479