蒸汽發生器管板和支撐板管孔偏差下的傳熱管應力簡化理論模型

張 鍇，張可豐，梁星筠

(上海核工程研究設計院有限公司，上海 200233)

蒸汽發生器是壓水堆核電廠中連接一、二回路的主設備，它將反應堆堆芯產生的熱量從一次側反應堆冷卻劑傳遞給二次側介質。蒸汽發生器管板和傳熱管支撐板是蒸汽發生器中的主要部件。蒸汽發生器管板是一、二回路間的壓力邊界，上面排布有成千上萬個傳熱管管孔，并與傳熱管相脹接，起到固定傳熱管的作用。蒸汽發生器傳熱管支撐板有若干塊，對傳熱管的整個直管段起到支撐作用。蒸汽發生器內部結構如圖1所示。

蒸汽發生器管板和傳熱管支撐板制造難度大，加工要求高，在制造和加工過程中極易發生偏差。尤其是管板和傳熱管支撐板上的傳熱管管孔，由于數量大、排布密、精度高，更容易發生偏差，如圖2所示。由于傳熱管跨度大、管壁薄，管板和傳熱管支撐板管孔一旦發生偏差，對傳熱管的影響很大，因此須對管孔偏差導致的傳熱管附加應力進行評估。

圖1 蒸汽發生器內部結構Fig.1 Inner structure of steam generator

圖2 管板孔偏差示意圖Fig.2 Deviation of the tube holes of tubesheet

經調研，多個機組蒸汽發生器都發生了管板和傳熱管支撐板管孔偏差，偏差尺寸最多達5 mm以上[1,2]。針對這類問題，相關單位對管孔偏差下的傳熱管應力分別進行了計算，并依據計算結果做出了堵管或不堵管的處理決定[1,2]。

目前，對于這類問題的處理和結構安全性評定，都是針對每個管孔偏差的實際情況分別建立有限元模型開展[3-6]，計算過程比較復雜，問題處理速度一般，計算結果的適用性較窄。……