核电厂工艺管道标准支吊架管部件的分类计算方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种核电厂工艺管道标准支吊架管部件的分类计算方法以及装置，其确定待分类计算的标准支吊架管部件的基本属性以及载荷性能，并对其进行分类，获得简化模型；并确定是否包含平面曲杆；若包含平面曲杆，则选取校核危险截面，并根据危险截面中R/h比值的不同选取不同的计算公式来计算危险截面的受力和力矩，最后进行强度校核。本发明专利技术针对现有支架有限元计算强度校核周期长的缺陷，实现了批量化人工校核标准支吊架管部件支架强度，并可对修改关键截面尺寸起到快速校核的作用，还可进行相似类型或相应管夹结构设计，确定许用载荷，避免了不必要的重复有限元建模计算过程，提高了工作效率并减少工程应用时间。

Classification calculation method and device for standard support hanger pipe parts of nuclear power plant technological pipeline

The invention discloses a method for calculating the classification standard of nuclear power plant piping hanger pipe components and devices, the calculation of the standard classification to determine basic properties of hanger pipe components and load performance, and its classification, a simplified model; and determine whether the package containing the planar curved rod; if it contains plane curved bar then, select check the dangerous sections, and according to the ratio of R/h in the dangerous section of different selection of different formula to calculate the dangerous section of the force and moment, finally check the strength. The present invention support defect finite element calculation strength check of long cycle, to realize mass artificial check standard hanger tube parts support strength, and to the quick checking effect on modifying the key section size, can also be a similar type or the corresponding pipe clamp structure design, determine the allowable load, to avoid duplication finite element modeling of unnecessary calculation process, improve work efficiency and reduce the engineering application of time.

【技术实现步骤摘要】
核电厂工艺管道标准支吊架管部件的分类计算方法及装置
本专利技术涉及管道标准支吊架管部件领域，尤其涉及一种核电厂工艺管道标准支吊架管部件的分类计算方法及装置。
技术介绍
管道支吊架是核电工程管道系统的重要组成部分，是核电厂管道系统安全运行的重要保障。管道支吊架布置是否合理、结构选型是否恰当、质量是否可靠，直接影响到管道在不同工况下的应力状态，进而影响核电站的安全运行及使用寿命。同时，由于管道支吊架数量巨大，是否采用标准化的支吊架产品对工程建设进度和造价均有重要影响。目前国内提出了关于结构钢类别进行支架强度简化计算方法，其标准结构类型包含一字型、L型、门型等钢结构，尚未有关于标准支吊架管部件的计算校核方法。因此，有必要提供一种新的核级管道标准支吊架力学分类计算方法及装置，可以快速有效的根据RCC-M(即DESIGNANDCONSTRUCTIONRULESFORMECHANICALCOMPONENTSOFPWRNUCLEARISLANDS，压水堆核岛机械设备设计和建造规则)规范的要求开展校核评定，得到与验收准则对应的计算数据，从而判断该标准支架的合理性。。
技术实现思路
针对上述现有技术中存在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种核电厂工艺管道标准支吊架管部件的分类计算方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、确定待分类计算的标准支吊架管部件的基本属性以及载荷性能；S2、对所述待分类计算的标准支吊架管部件进行分类，获得所述待分类计算的标准支吊架管部件的简化模型；并确定所述简化模型中是否包含平面曲杆；S3、若所述简化模型中包含平面曲杆，则选取校核危险截面，同时确定所述简化模型中所述待分类计算的标准支吊架管部件的等效半径R以及曲梁高度h；S4、根据所述危险截面中R/h比值的不同选取不同的计算公式来计算所述危险截面的受力和力矩。

【技术特征摘要】
1.一种核电厂工艺管道标准支吊架管部件的分类计算方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、确定待分类计算的标准支吊架管部件的基本属性以及载荷性能；S2、对所述待分类计算的标准支吊架管部件进行分类，获得所述待分类计算的标准支吊架管部件的简化模型；并确定所述简化模型中是否包含平面曲杆；S3、若所述简化模型中包含平面曲杆，则选取校核危险截面，同时确定所述简化模型中所述待分类计算的标准支吊架管部件的等效半径R以及曲梁高度h；S4、根据所述危险截面中R/h比值的不同选取不同的计算公式来计算所述危险截面的受力和力矩。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2中，根据所述待分类计算的标准支吊架管部件的结构、外形以及功能将其进行分类，使其属于标准管部件类型中的一种。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括步骤S5，根据所述危险截面的受力和力矩，结合步骤S1中的基本属性以及载荷性能对所述危险截面进行强度校核。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括步骤S6，对所述待分类计算的标准支吊架管部件的螺栓以及焊缝进行强度计算，并对所述螺栓以及焊缝进行强度校核。5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤S4中，所述危险截面包括纵向受力截面、第一横向受力截面和第二横向受力截面；所述纵向受力截面与所述简化模型的竖直中心线共平面，所述第一横向受力截面和第二横向受力截面关于所述竖直中心线对称；若R/h＜2，则按照公式(1)计算所述纵向受力截面的剪应力τ，所述公式(1)如下：τ＝Fy/(h·b)(1)；并按照公式(2)计算所述第一横向受力截面以及所述第二横向受力截面的拉应力σ，所述公式(2)如下：σ＝0.5Fy/(h·b)(2)；其中，Fy为所述危险截面纵向受力；h为曲梁高度；b为曲梁宽度。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤S5中，若τ≤0.6Sm，且σ≤min(0.6Sy，0.5Su)，则认定强度校核符合要求；其中，Sm为材料的基本许用应力强度；Sy为材料在工作温度下的屈服强度；Su为材料在工作温度下的抗拉强度。7.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤S4中，所述危险截面包括纵向受力截面、第一横向受力截面和第二横向受力截面；所述纵向受力截面与所述简化模型的竖直中心线共平面，所述第一横向受力截面和第二横向受力截面关于所述竖直中心线对称；若5＞R/h＞2，则采用公式(3)来计算内力，所述公式(3)如下：其中，δij为i方向的单位力所引起的j方向的广义位移；ΔFi为外载荷所引起的i方向的广义位移；Fx为所述危险截面横向受力；Fy为所述危险截面纵向受力；M为绕Z轴或XY平面的力矩；δij以及ΔFi可根据单位载荷法求得；i＝x，y，M；j＝x，y，M，x为横向载荷方向，y为纵向载荷方向。8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤S4中还包括计算弯曲应力，所述弯曲应力计算过程包括：S41、根据边界条件，单独作用Fy时，应用公式(4)求得所述纵向受力截面、第一横向受力截面和第二横向受力截面的内力，所述公式(4)如下：N1＝0，FS1＝0.358Fy，M1＝0.083FyRN2＝0.5Fy，FS2＝0.40Fy，M2＝0.138FyRN3＝0.5Fy，FS3＝0.40Fy，M3＝0.138FyR(4)；S42、根据边界条件，单独作用Fx时，应用公式(5)求得所述纵向受力截面、第一横向受力截面和第二横向受力截面的内力，所述公式(5)如下：N1＝0.25Fx，FS1＝0.239Fx，M1＝0.047FxRN2＝0.239Fx，FS2＝0.25Fx，M2＝0.036FxRN3＝0.08Fx，FS3＝0.25Fx，M3＝0.123FxR(5)；上述公式(4)-(5)中，N1、N2、N3分别为所述纵向受力截面、第一横向受力截面以及第二横向受力截面的截面轴力；FS1、FS2、FS3分别为所述纵向受力截面、第一横向受力截面以及第二横向受力截面的截面剪力；M1、M2、M3分别为所述纵向受力截面、第一横向受力截面以及第二横向受力截面的力矩；S43、采用公式(6)计算获得所述危险截面的正应力，所述公式(6)如下：其中JZ由公式(7)计算获得，所述公式(7)如下：上述公式(6)-(7)中，σs为所述危险截面正应力分布；N为所述危险截面轴力；A为所述危险截面面积；M为绕Z轴或XY平面的力矩；JZ为所述危险截面几何参数；y’为所述危险截面上所求点与所述危险截面内的绕形心轴的距离，且规定指向圆外为正值。9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤S43中，若y’＝h/2，则采用公式(8)计算所述危险截面的最大弯曲正应力σnmax，所述公式(8)如下：以及还包括步骤S44、采用公式(9)-(10)分别计算所述危险截面的总体一次薄膜应力强度Pm以及总体一次薄膜应力强度+一次弯曲应力强度Pm+Pb，所述公式(9)如下：所述公式(9)如下：其中，Pb为一次弯曲应力强度；σt为平均拉伸应力。10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，步骤S5中，按照公式(11)计算总体一次薄膜应力强度应力比μ，所述公式(11)如下：μ＝Pm/Sm(11)；按照公式(12)计算总体一次薄膜强度应力比ε，所述公式(12)如下：ε＝(Pm+Pb)/1.5Sm(12)；其中，所述Sm为材料的基本许用应力强度；若计算得到的应力比μ，ε≤1，则认定所述危险截面的应力计算结果符合强度校核要求。11.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤S4中，所述危险截面包括纵向受力截面、第一横向受力截面和第二横向受力截面；所述纵向受力截面与所述简化模型的竖直中心线共平面，所述第一横向受力截面和第二横向受力截面关于所述竖直中心线对称；若所述待分类计算的标准支吊架管部件经简化后包括用于夹持管道的管夹，所述管夹下部设有用于固定所述管夹的支撑架，所述管夹以及支撑架两端均通过紧固件锁紧固定，且20＞R/h＞5，则采用公式(13)来...

【专利技术属性】
技术研发人员：何孟夫，汤凤，韩浪，王明毓，曹雷生，李友明，
申请(专利权)人：深圳中广核工程设计有限公司，中广核工程有限公司，中国广核集团有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44