[发明专利]核电厂压力管道泄漏参数获取方法及泄漏模型和应用

权利要求书

1.核电厂压力管道泄漏参数获取方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、获取压力管道的裂纹参数：

S11、基于压力管道的材料特性获得管材的裂纹扩展阻力曲线；

S12、基于管道断裂过程的有限元分析，获得不同内压下管道的裂纹扩展驱动力曲线；

S13、对比分析裂纹扩展阻力曲线和裂纹扩展驱动力曲线，获得管道裂纹的启裂、压临界扩展和失稳扩展的对应压力，获得不同压力下管道预制裂纹的尺寸；

S2、获取微孔直径尺寸：

基于三维仿真软件构建具有不同微孔直径尺寸的压力管道，并获得不同直径尺寸下对应的泄漏量，建立在特定压力下的水泄漏“流量-直径”关系曲线，该“流量-直径”关系曲线用于查找任意泄漏量下对应的微孔直径尺寸。

2.根据权利要求1所述的核电厂压力管道泄漏参数获取方法，其特征在于，所述裂纹扩展阻力曲线的具体获取过程如下：

根据核反应堆压力管道的材料和尺寸，确定模拟管道的材料和尺寸，并对已经选定的试验管道进行断裂韧性测试，获得材料的裂纹扩展阻力曲线。

3.根据权利要求1所述的核电厂压力管道泄漏参数获取方法，其特征在于，所述裂纹扩展驱动力曲线的获取过程如下：

对模拟管道进行拉伸性能测试，获得有限元计算所需材料性能数据，所述材料性能数据包括材料屈服强度和材料抗拉强度；使用ABAQUS软件进行有限元分析，获得不同压力下管道的裂纹扩展驱动力曲线。

4.用于权利要求1-3任一项所述的核电厂压力管道泄漏参数获取方法的数据处理装置，其特征在于，包括第一数据采集单元、第二数据采集单元、第一数据处理单元、第二数据处理单元、处理中心和数据存储单元；

第一数据采集单元用于采集并存储压力管道的材料特性，第一数据处理单元调用第一数据采集单元内的数据并进行分析获得裂纹扩展阻力曲线；

第二数据采集单元用于采集并存储管道断裂过程的材料性能数据，第二数据处理单元调用第二数据采集单元内的数据并进行分析获得裂纹扩展驱动力曲线；

处理中心调用裂纹扩展阻力曲线和裂纹扩展驱动力曲线进行对比分析，获得管道裂纹的启裂、压临界扩展和失稳扩展的对应压力，并计算不同压力下管道预制裂纹的尺寸；

数据存储单元用于存储不同压力下管道预制裂纹的尺寸，以及流量-直径”关系曲线。

5.基于权利要求1-3任一项所述的核电厂压力管道泄漏参数获取方法构建的泄漏模型。

6.根据权利要求5所述的泄漏模型，其特征在于，所述泄漏模型包括裂纹管道和微孔管道，所述裂纹管道为基于裂纹参数在用于模拟泄漏的压力管道上进行裂纹制作获得，所述微孔管道为基于微孔直径尺寸在用于模拟泄漏的压力管道上进行微孔制作获得。

7.根据权利要求6所述的泄漏模型，其特征在于，所述裂纹管道的具体制作过程如下：

根据裂纹预制设备的加工参数以及裂纹参数，确定预制裂纹尺寸及疲劳裂纹尺寸；然后开展疲劳裂纹预制试验，进行疲劳加载，使裂纹在循环应力的作用下发生扩展，直至贯穿。

8.根据权利要求6所述的泄漏模型，其特征在于，所述裂纹管道的具体制作过程如下：

基于泄漏量对应的微孔直径尺寸，采用电火花加工在管壁上制作不同直径的穿透圆孔。

9.如权利要求5-8任一项所述的泄漏模型用于核电厂压力管道泄漏模拟试验。

10.核电厂压力管道泄漏模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、采用如权利要求1的获取方法获取待试验压力管道的裂纹参数和微孔直径尺寸；

步骤二、基于步骤以获得的裂纹参数和微孔直径尺寸制作裂纹管道和微孔管道；

步骤三、将步骤二制备的裂纹管道和微孔管道用于开展压力管道泄漏模拟试验。