反应堆堆芯支承下板结构完整性评定

高永建

(上海核工程研究设计院有限公司，上海 200233)

0 引言

反应堆堆内构件是指反应堆压力容器内除燃料组件及其相关组件、堆芯测量仪表和辐照监督管以外所有的堆芯支承结构和内部结构。其用途是为堆芯部件提供支承、对中和导向，引导冷却剂流入和流出，为堆内测量仪表提供导向和支承，是压水堆核电厂的重要设备之一[1-4]。

堆芯支承下板(Lower Core Support Plate,LCSP)是堆内构件中一个重要的堆芯支承结构。LCSP与堆芯围筒(Core Barrel,CB) 之间通过4个销钉和12个螺栓连接，LCSP通过这些销钉与螺栓实现对围筒的定位和支承作用。涡流抑制板和二次堆芯支承结构安装于LCSP的底部。LCSP起到保持燃料组件与控制棒驱动机构对中的作用，还可有效引导与控制流向燃料组件的水流。

根据ASME锅炉与压力容器规范第Ⅲ卷NG分卷(以下简称ASME -BPVC-Ⅲ-NG)的规定，LCSP属于堆芯支承结构，需要对其进行各使用限制下的结构完整性评定[5-9]。

1 分析方法

基于有限元方法，利用ANSYS建立LCSP及其连接部件的有限元模型，通过静力分析、瞬态温度场分析和瞬态热应力计算，得到机械载荷和热载荷作用下的应力分布，再根据ASME-BPVC-Ⅲ-NG开展对LCSP的结构完整性评定[5-9]。

由于设计使用限制下的一次应力评定可被A/B级使用限制包络，故不单独评定。对于A/B级使用限制，在失效可能性较大的位置选定评定截面，首先对一次薄膜应力和一次薄膜加弯曲应力进行评定，分别考虑冷态零流量(Cold Zero Flow,CZF)、机械设计流量(Mechanical Design Flow,MDF)和热态泵超速(Hot Pump Overspeed,HPO)工况；其次对A/B级使用限制下的一次加二次应力强度作出评定；……