发电站加热和冷却运转过渡事件的疲劳评价的校正系数的算出方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及在发电站加热和冷却运转过渡事件的疲劳评价中对按设计运转条件 求出的应力强度值乘以应力强度校正系数，将其校正为实际运转条件下的应力强度值的疲 劳使用系数的计算方法。
【背景技术】
[0002] 利用ASME See. Ill NB-3200以及NB-3600进行原子能发电站的主要设备和配管的 疲劳设计。图1(a)的黑色曲线是加热设计条件，实际的发电站如图1(a)的红色所示在设 计条件之下进行运转。因而，在根据设计条件进行运转中的发电站的疲劳评价的情况下，与 实际的运转条件相比保守地进行评价，这带来缩短疲劳寿命的结果。
[0003] 在与本发明有关的韩国登记专利公报第10 - 1083121号中，为了改善这种情况 而提出了"采用特性疲劳使用系数曲线的过渡状态基础的疲劳使用系数的算出装置及其方 法"。在上述文献中提出的方法假定在图1(a)的实际运转条件下如图1(b)所示仅发生1 次应力强度循环，但实际上如图I (c)所示会发生2次或者根据运转条件发生2次以上的应 力强度循环。因而，上述文献所涉及的方法过小地评价了疲劳的影响。
【发明内容】
[0004] 发明要解决的问题
[0005] 本发明要解决的问题是，使基于应力强度校正系数（α、β)的实际运转条件下的 应力强度循环发生次数的计数方法实现通用化，能准确地计算基于各运转条件的疲劳使用 系数。
[0006] 本发明要解决的另一个问题是，能使用应力强度校正系数使可能发生的运转条件 下的应力强度实现数据库化而快速地计算疲劳使用系数。
[0007] 用于解决问题的方案
[0008] 本发明的解决方案提供使用了应力强度校正系数（Correction Factor，α、β ) 的疲劳使用系数的计算方法，其中包括：阶段1，按照式（4)，对于按设计条件求出的应力 强度，考虑鉴于实际运转条件的特性的应力强度校正系数来计算实际运转条件下的应力强 度：
[0009] SActual= a XPXSneslgn (4);
[0010] 阶段2,导出在上述计算出的应力强度中表示最大范围的过渡状态条件；阶段3， 计算交变应力强度（S alt);阶段4,将交变应力强度代入由ASME Sec. III给出的特定材料所 对应的交变应力强度一容许循环线图，计算容许循环次数；以及阶段5,用实际运转循环数 除以容许循环数，计算疲劳使用系数。
[0011] 发明效果
[0012] 本发明有如下有利的效果：能应用应力强度校正系数（α、β )使与实际运转条件 对应的应力强度循环发生次数计数方法实现理想化而准确地计算基于各运转条件的疲劳 使用系数。
[0013] 本发明的另一个效果是，能使用应力强度校正系数使可能发生的运转条件下的应 力强度实现数据库化，能快速计算疲劳使用系数。
【附图说明】
[0014] 图1以比较的方式图示了设计加热条件和实际运转加热条件以及与其对应的应 力强度时间履历。
[0015] 图2表示设计和实际运转时可能发生的多种加热模式。
[0016] 附图标iP,说明
[0017] UF (usage factor):疲劳使用系数
[0018] N :可容许的循环的数量
[0019] Neq :等同的可容许的循环的数量
[0020] η :应力循环的数量
[0021] S :应力强度
[0022] Siktual:实际运转过渡状态所对应的应力强度
[0023] Stteslgn :设计过渡状态所对应的应力强度
[0024] Salt:交变应力强度
[0025] Seq:等价应力强度
[0026] α :过渡模式所对应的应力校正系数
[0027] β :加热/冷却比所对应的应力校正系数
[0028] Sp SA、S3:给出的过渡状态所对应的应力强度
【具体实施方式】
[0029] 说明用于实施本发明的具体内容。
[0030] 图2表示在设计和实际运转条件下可能发生的多种加热方式。事例1是基于设计 条件的加热，事例2是加热一在中间维持特定温度一再加热，事例3是按加热一完全冷却一 再加热进行的实际运转条件。
[0031] 设计条件的加热/冷却率是10° F/hr，实际运转条件的加热/冷却率为约50° F/ hr 〇
[0032] 在图2中，在加热一维持温度一再加热条件的事例2的情况下，与设计条件（事例 1)相比发生1次追加应力循环，在加热一完全冷却一再加热条件（事例3)的情况下，与设 计条件的上述事例1相比发生2次追加应力循环。
[0033] 因而，此时追加发生的应力循环的影响是能使用将设计条件（事例1)的疲劳评价 结果与运转条件（事例2、3)所对应的疲劳评价结果进行比较而导出的校正系数来使应力 强度循环发生次数实现通用化。
[0034] 即，包括使用通过设计条件的疲劳评价结果和运转条件下的疲劳评价结果的比较 而导出的校正系数来使应力强度循环发生次数实现通用化的阶段。
[0035] 说明基于过渡状态类型算出应力强度校正系数（α )。
[0036] 为了算出过渡状态对应的应力强度校正系数（α )，假定与任意的过渡状态A进行 负荷组合。图2的设计条件和加热一完全冷却一再加热条件（事例3)的过渡状态负荷的 组合如表1所示。表1表示加热条件下的过渡状态的组合。
[0037] [表 1]
[0038]
[0039] 在发生过渡状态类型2 (事例3)的情况下，应力强度与过渡状态类型1(事例1) 不同。因而，使用式（1)计算过渡状态类型2所对应的等价容许循环数。
[0040] 在此，将表1的各交变应力强度所对应的循环代入由ASME Sec. III给出的该材料 所对应的交变应力强度一容许循环线图中求出Nl和N3。
[0041 ]
[0042] 此时，将使用式（1)求出的等价容许循环数（Neq)代入由ASME Sec. III给出的该材 料所对应的交变应力强度一容许循环线图中求出等价应力强度（SJ。
[0043] 最后，使用式（2)求出基于过渡状态类型的应力强度校正系数（α )。
[0044]
[0045] (α :基于过渡状态类型的校正系数）
[0046] 下面，说明基于加热/冷却率算出应力强度校正系数（β )。
[0047] 当加热/冷却率变化时，应力强度也变化，因此必须求出基于各加热/冷却率的应 力强度校正系数（β)来进行校正。应力强度校正系数（β)如式（3)所示利用基于特定加 热/冷却率的应力强度与设计应力强度的比来求出。在此，可以假定特定的加热/冷却率 与设计条件下的值的比按10%~120%变化而求出。
[0048]
V " /
[0049] Siktual是实际运转过渡状态所对应的应力强度，S Hgn表示设计过渡状态所对应的 应力强度。
[0050] 下面，说明使用了应力强度校正系数的疲劳使用系数的计算方法。
[0051] 本发明提出的应力强度校正系数如下所述用于计算疲劳使用系数。
[0052] 步骤1 :是考虑设计运转条件并使用式（4)计算应力强度的阶段。
[0053] SINTiktual= α X β XSINT Deslgn (4)
[0054] 步骤2 :是导出上述计算出的应力强度中表示最大范围的过渡状态条件的阶段。
[0055] 步骤3 :是计算交变应力强度（Salt)的阶段。
[0056] 步骤4 :是将交变应力强度代入由ASME Sec. III给出的该材料所对应的交变应力 强度一容许循环线图来计算容许循环数的阶段。
[0057] 步骤5 :是将实际运转次数除以容许循环数来计算疲劳使用系数的阶段。
[0058] 工业h的可利用件
[0059] 本发明提供了一种在发电站加热和冷却运转过渡事件疲劳评价中，对按设计运转 条件求出的应力强度值乘以应力强度校正系数，将其校正为在实际运转条件下求出的应力 强度值的方法，将其用于疲劳使用系数的计算，能进行更准确的发电站加热和冷却运转过 渡事件的疲劳评价，因此工业上的可利用性非常高。
【主权项】
1. 一种使用了基于过渡状态类型的应力校正系数的疲劳使用系数的计算方法，其特征 在于，包括： 考虑设计运转条件并使用式（4)计算应力强度的阶段： SINTActual=aX0XSINT Design (4)， 导出上述计算出的应力强度中表示最大范围的过渡状态条件的阶段； 计算交变应力强度（Salt)的阶段； 将交变应力强度（salt)代入特定材料的疲劳特性曲线来计算容许循环次数的阶段；以 及 将实际运转次数除以容许循环次数来计算疲劳使用系数的阶段。2. 根据权利要求1所述的使用了应力校正系数的疲劳使用系数的计算方法，其特征在 于， 使用式（2)求出基于过渡状态类型的应力校正系数（a):3. 根据权利要求1所述的使用了应力校正系数的疲劳使用系数的计算方法，其特征在 于， 使用式⑶求出应力校正系数（0):
【专利摘要】一种使用了应力校正系数的疲劳使用系数的计算方法，包括：计算应力强度的阶段；导出上述计算出的应力强度中表示最大范围的过渡状态条件的阶段；计算交变应力强度(Salt)的阶段；将交变应力强度(Salt)代入特定材料的疲劳特性曲线来计算容许循环次数的阶段；以及用实际运转次数除以容许循环次数来计算疲劳使用系数的阶段。
【IPC分类】G06F19/00
【公开号】CN105095637
【申请号】CN201510122597
【发明人】夫明焕, 权琮周, 李载坤, 郑圣奎, 金贤洙, 吴畅均, 沈希晋
【申请人】韩国水力原子力株式会社
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年3月19日
【公告号】US20150323479