核電廠鋼制安全殼橢圓封頭輪廓度的評定與計算

尹付軍

（中國核工業 第五建設有限公司，上海 201512）

0 引言

安全殼（CV，Containment Vessel）是核電廠反應堆第三道安全屏障，也是最后一道安全屏障。當反應堆發生失水事故（LOCA）時，釋放的大量帶有放射性的高溫高壓汽水混合物被安全殼包容和隔離，以防止其外泄對核電廠周圍居民和環境產生危害。某核電廠反應堆采用雙層安全殼結構，其內層為鋼制安全殼，是核級壓力容器，由上下兩個橢圓封頭和中間的圓柱形筒身組成，圓柱形筒身內徑39.624 m。鋼制安全殼既承受內壓力，又承受外力。作為外壓容器，輪廓度是影響容器穩定性的一個重要因素[1]。鋼制安全殼由多塊鋼板組焊而成，在拼裝過程中，需要控制其曲面形狀，以獲得符合要求的輪廓度。由于大尺寸的殼體輪廓度不能采用傳統的制造加工業的檢測設備的方法進行檢測，所以，必須通過工程測量方法進行輪廓度的測量和評定。本研究以某核電廠鋼制安全殼底封頭為例，對其輪廓度的評定依據進行探討并提出測量和計算方法。

1 底封頭輪廓設計與輪廓度評定

1.1 底封頭輪廓的設計

該鋼制安全殼根據ASME BVPC第Ⅲ卷第一冊NE分卷設計，屬于MC級核設備，也是核電廠最大的核級設備，其內徑為39.624 m，內表面高度為65.634 m，壁厚為41.3～47.6 mm，材質為SA738 Gr.B[2]。鋼制安全殼設計內壓為407 kPag（149℃時），設計外壓為20 kPag（21℃時）。其中，鋼制安全殼底封頭由4圈共64塊雙曲面鋼板組成，板厚41.3 mm，重587 t，如圖1所示。

圖1 鋼制安全殼底封頭

底封頭內表面的縱截面輪廓為橢圓曲線的下半部分，其中長半軸a=19812 mm，短半軸b=11468 mm，如圖2所示。……