一种老化条件下核电闸门O型圈安全评估方法及系统技术方案

本发明专利技术属于核电技术领域，公开了一种老化条件下核电闸门O型圈安全评估方法及系统，数值试验方法允许研究者在获得永久压缩率的同时，得到接触应力和接触宽度随时间的变化规律。这样，结合精确的界面泄漏率模型，即可预测界面泄漏率随时间的变化规律。针对有着严格泄漏率控制要求的核电闸门，在上述方法的基础上，不难通过最大允许泄漏率求出相应的永久压缩率。依据该方法得到的永久压缩率寿命判据，具有明确的物理意义，可以快速便捷的通过老化研究指导闸门安全性设计和可靠性评估。本发明专利技术基于有限元方法建立永久压缩率与无量纲接触应力的关系，可以辅助实验研究，拓展试验成果的应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于核电，尤其涉及一种老化条件下核电闸门o型圈安全评估方法及系统。

技术介绍

1、人员闸门、设备闸门等大口径闸门为人员和设备进出安全壳提供通道，也是安全壳放射性包容的重要组成部分，通常采用橡胶o型圈材料进行密封。橡胶材料在高温和辐照条件下，易发生老化导致密封性能降级，带来潜在的安全风险。因此，人员闸门和设备闸门一直是安全壳密封性和完整性研究中被重点关注的部件。

2、桑迪亚实验室对人员闸门和设备闸门进行了严重事故下的试验研究。结果表明，橡胶压缩回弹无法弥补法兰面分离位移时，显著泄漏发生。kulak等人对一个闸门的泄漏率进行有限元研究，认为反映橡胶材料压缩回弹特性的物理量——永久压缩率是泄漏率的重要影响因素。根据定义，永久压缩率为100％时，橡胶密封圈完全丧失回弹性，不再具备密封能力。nakano等人在对辐照后的橡胶密封圈性能进行评估时，将研究压缩率为90％设定为经历了辐照老化的橡胶材料的失效极限。国内为留有足够的容错空间，通常会选取很低的永久压缩率作为橡胶o型圈的寿命准则。如gb/t 20028-2005规定，橡胶老化后物理性能变化50本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种老化条件下核电闸门O型圈安全评估方法，其特征在于，首先通过实验测量获取O型圈橡胶材料的热物性参数和应力松弛参数，然后建立超弹本构方程和黏弹性模型以描述橡胶的变形和老化蠕变特性；利用有限元分析方法进行永久变形仿真实验，并通过实际压缩变形试验结果对仿真模型的准确性进行验证；该方法还利用永久压缩变形数值仿真，以及基于初始压缩率、老化温度和老化时间建立的永久压缩率函数关系式；通过综合分析和数据拟合，建立了永久压缩率与泄漏率之间的关系。

2.如权利要求1所述的老化条件下核电闸门O型圈安全评估方法，其特征在于，具体包括：

3.如权利要求2所述的老化条件下核电闸门O型圈...

【技术特征摘要】

1.一种老化条件下核电闸门o型圈安全评估方法，其特征在于，首先通过实验测量获取o型圈橡胶材料的热物性参数和应力松弛参数，然后建立超弹本构方程和黏弹性模型以描述橡胶的变形和老化蠕变特性；利用有限元分析方法进行永久变形仿真实验，并通过实际压缩变形试验结果对仿真模型的准确性进行验证；该方法还利用永久压缩变形数值仿真，以及基于初始压缩率、老化温度和老化时间建立的永久压缩率函数关系式；通过综合分析和数据拟合，建立了永久压缩率与泄漏率之间的关系。

2.如权利要求1所述的老化条件下核电闸门o型圈安全评估方法，其特征在于，具体包括：

3.如权利要求2所述的老化条件下核电闸门o型圈安全评估方法，其特征在于，s1为测量材料参数，建立有限元分析模型并与实验结果对照，验证模型有效性，具体包括如下步骤：

4.如权利要求1所述的老化条件下核电闸门o型圈安全评估方法，其特征在于，s2为通过大量的永久压缩变形数值仿真数据，建立给定初始压缩率下，o型圈永久压缩率cs关于老化温度和老化时间的函数关系式；具体包括如下步骤：

5.如权利要求1所述的老化条件下核电闸门o型圈安全评估方法，其特征在于，s...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄晓明，李明，许国良，何磊，钟啸晨，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：