核級閘閥端部加載有限元應力分析
通過對核級閘閥端部加載試驗過程的有限元分析,建立了閥門端部加載的分析路線,形成了ASME-QME-1-2002端部加載檢定的分析方法,為閥門設計提供了有效的分析依據。
1、概述
根據ASME-QME-1-2002的相關要求,需要對核級閥門進行端部加載驗證,目的是驗證當閥門受到所有管端載荷及壓力和自重在內的正常工作載荷作用時閥門的可操作性。
2、試驗過程
端部加載試驗裝置由加載基礎、千斤頂、加載支架及加載力臂組成(圖1) 。閥門一端安裝在加載支架上,另一端懸空與加載力臂連接,通過千斤頂在加載力臂上施加集中載荷給閥門施加端部力矩。端部的力矩加載平面為閥桿和管道中心線所在的平面,這一點符合ASME QME-1-2002 中的要求,力的方向為垂直向上,形成的力矩為逆時針方向。針對ASME QME-1規范中端部加載的力矩方向必須趨向于關閉閥蓋孔的規定,通過理論分析和有限元分析作出簡要的論證。
圖1 閥門端部加載試驗布置圖
3、端部加載力矩計算
根據ASEM QME-1-2002 QVP-7370 的規定,初始運行壓力Po值至少為各個閥門在100 ℉( 38℃) 時鑒定閥門裝置的冷態工作壓力額定值,初始端部加載力矩為
4、結語
通過有限元分析,驗證了ASME QME-1中對于端部加載試驗的規定,形成了核級閘閥端部加載的分析路線。得到的分析結果可以指導閥門的優化設計。