CAP1400核电波动管冷弯工艺研究

• 作 者: 魏泽利
• 出 处: 燕山大学
• 发表日期: 2015年期
• 关键词: 数值模拟 冷弯 工艺优化 CAP1400 波动管

CAP1400核电技术是我国在吸收AP1000基础上经过再创新,研究开发的具有中国自主知识产权的第三代核电技术。CAP1400核电波动管作为核电机组冷凝器上的关键部件,其弯曲工艺的好坏将直接关系到整个机组的安全运行,影响到CAP1400核电技术的推广与应用。因此开展核电波动管冷弯成形的基本理论和仿真技术研究,对现场实际波动管的冷弯加工具有重要的指导意义和参考价值。针对核电波动管的冷弯过程,本文从理论分析和数值模拟分析两方面入手:首先,进行了波动管冷弯成形过程的理论分析,建立了波动管成形最小壁厚、最大壁厚、回弹角和冷弯力矩的理论计算公式,并给出了弯曲成形质量的评定标准。第二,针对某企业核电波动管的原始弯曲工艺,基于MSC.MARC建立了波动管冷弯三维非线性仿真模型,通过模拟结果与理论计算结果的对比分析,验证了所建立的冷弯模型在预测冷弯结果上的准确性。仿真结果还表明采用原始弯曲工艺所成形的波动管,其质量不能满足产品要求。第三,针对原弯曲工艺的不足,提出了管坯壁厚参数设计工艺优化方案和波动管冷弯模具工艺优化方案。壁厚参数设计优化方案运用反变形原理,通过合理优化管坯壁厚,解决了成形波动管壁厚变化率不达标问题;冷弯模具工艺优化方案以弯曲曲率半径不变为目标,通过添加辅助压模,解决了成形波动管颈缩、椭圆度过大和应力过于集中问题,并得到了冷弯过程压模距离、旋转模旋转角度和旋转速度对产品质量的影响规律,对生产实际具有重要的指导作用。最后,基于Visual Basic平台,结合MARC二次开发技术,建立了波动管冷弯参数化设计仿真系统。该系统可以对各规格型号波动管进行理论分析、数值建模、仿真计算和结果处理,能有效缩短产品的开发周期,提高仿真的可靠性,具有很好的实际应用价值。