水冷核动力反应堆压力容器PDF电子书下载

目录 1

1．绪论 1

参考文献 5

2．环境和工作条件 6

2.1温度 6

2.2压力或工作负荷 6

2.3流体过程 6

2.4辐照 9

2.5剂量测量 9

2.5.1损伤模型 14

2.5.2剂量测量方法 15

2.5.3某些放射性活化材料的具体问题 16

2.5.4截面数据 17

2.5.5中子通量的计算 18

2.5.6美国材料试验学会（ASTM）建议的方法 19

2.7瞬变过程 20

2.6工作寿期 20

2.5.7结论和建议 20

2.8机械载荷 21

参考文献 22

3．材料 24

3.1材料的性能 24

3.2冶金方面的问题 30

3.2.1元素的影响 30

3.2.2熔炼工艺 38

3.2.4压力加工过程 39

3.2.3真空处理 39

3.2.4.1轧制 40

3.2.4.2锻造 40

3.2.4.3成形 40

3.2.5显微组织 41

3.2.6机械性能 42

3.2.7尺寸效应 43

3.2.8.1可焊性 44

3.2.8焊接 44

3.2.8.2焊接方法 45

3.2.8.3堆焊 47

3.3材料的生产 48

3.3.1板材 48

3.3.1.1订货标准 49

3.3.1.2熔炼工艺 49

3.3.1.3浇铸 51

3.3.1.4开坯 51

3.3.1.5轧制 51

3.3.1.6精整 52

3.3.1.7检查和试验 52

3.3.1.8总结 53

3.3.2锻件 53

3.3.2.1订货标准 53

3.3.2.2熔炼工艺 53

3.3.2.3筒体法兰和顶盖法兰锻件 54

3.3.2.4接管锻件 55

3.3.2.5筒节锻件 56

3.3.2.6总结 56

3.3.3螺栓材料 56

3.3.4焊缝金属 59

3.3.4.1焊接方法 59

3.3.4.2焊缝填充金属 59

参考文献 60

4．环境对材料的影响 62

4.1温度 62

4.2腐蚀 63

4.2.1碳钢和低合金钢 63

4.2.1.1均匀腐蚀 63

4.2.1.2隙缝腐蚀 73

4.2.1.3电化学腐蚀 74

4.2.1.4应力腐蚀破裂 74

4.2.2.1均匀腐蚀 76

4.2.2奥氏体不锈钢 76

4.2.2.2隙缝腐蚀 81

4.2.2.3电化学腐蚀 82

4.2.2.4应力腐蚀破裂 83

4.2.3压力容器的检查结果 85

4.2.3.1杨基反应堆 85

4.2.3.2实验沸水反应堆 86

4.2.3.3重水试验堆 88

4.2.3.4埃尔克河反应堆 90

4.2.4结论 90

4.3氢脆 91

4.3.1碳钢 93

4.3.1.1臌泡 93

4 3.1.2脱碳 94

4.3.1.3延迟破坏 94

4.3.1.4屈服后的塑性降低 94

4.3.2奥氏体不锈钢 95

4.3.3结论 96

4.4辐照效应 97

4.4.1对机械性能的影响 98

4.4.1.1拉伸性能和应力－应变曲线 98

4.4 1.2切口冲击强度 98

4.4.1.3断裂力学 102

4.4.1.4疲劳强度 102

4.4.2主要的影响因素 106

4.4 1.5蠕变性能 106

4.4.2.1积分快中子通量（剂量） 107

4.4.2.2中子通量 108

4.4.2.3 中子能谱 109

4.4.2.4辐照温度 112

4.4.2.5材料 114

4.4.3监察计划的结果 115

4.4.4几台使用过的设备 118

4.4.5辐照后的热处理 118

4.4.6压力容器的衬里 123

参考文献 124

5．核压力容器的设计 133

5.1压力容器的应力分析 134

5.1.1弹性的数学理论 136

5.1.1.1位移和应变 137

5.1.1.2力和应力 140

5.1.1.3应力－应变关系 141

5.1.1.4主应力和应力强度 141

5.1.1.5热应力 142

5.1.2壳体理论 143

5.1.3材料力学 146

5.1.4实验应力分析 147

5.1.5应力分析的应用 149

5.1.5.1稳态应力分析 149

5.1.5.2循环或疲劳分析 153

5.2核压力容器的应力评定 154

5.2.1背景 154

5.2.2.1疲劳 158

5.2.2强度和断裂在设计上的考虑 158

5.2.2.2塑性 161

5.2.2.3根据塑性破坏导出的一次应力的应力极限 161

5.2.2.4断裂力学和塑性 163

5.2.2.5断裂力学和疲劳 166

5.2.2.6断裂分析图（FAD） 166

5.2.3应力评定 168

5.2.4其它的设计考虑 176

5.2.4.1职责分工 177

5.2.4.2选材和几何形状设计 177

5.2.4.3制造 178

5.2.4.4水压试验和运行 178

5.2.4.5监察、运行中的检查和维修 178

5.3有关压力容器设计的研究 178

5.3.1理论和实验的研究 179

5.3.2大型模型和全尺寸容器的强度试验 181

5.3.2.1压力容器研究委员会系列 181

5.3.2.2英国系列 190

5.3.2.3 PM-2A容器试验 195

5.3.3一台压力容器的脆性断裂 196

5.4当前的设计方法和应力报告 198

5.4.1当前的设计方法 198

5.4.2应力报告 201

5.5总结和建议 202

参考文献 205

裂缝长大和断裂的基本原理 212

6.1缺陷和断裂的控制 212

6.2裂缝的线性弹性模型 219

6.2.1进展性的裂缝扩展 219

6.2.2裂缝应力场的线性分析 221

6.2.3实验断裂力学分析 224

6.3裂缝的塑性分析概念 226

6.3.1塑性修正系数r？ 226

6.3.2带状屈服区的概念 227

6.3.3第Ⅲ类模型的弹－塑性处理 228

6.3.4以塑性分析的参数来表述断裂特性的问题 230

6.4缓慢和稳定的裂缝长大 232

6.4.1受疲劳影响的裂缝长大速率 232

6.4.2受环境影响的裂缝长大速率 236

6.5裂缝传播和断裂韧性 238

6.5.1极高强度金属的Kc和K？c的测定 238

6.5.2脆性－塑性断裂转变 240

6.5.3双重悬臂加表面刻槽的试样 241

6.5.4动态裂缝应力场分析的基本概况 243

6.5.5断裂过程区、时间－速率效应和最低断裂韧性 244

6.5.6断裂韧性和塑性流变性能的关系 247

6.5.7动态断裂韧性的测定和断裂转变温度试验 249

6.5.8裂缝张开位错测量的评述 254

6.5.9关于载荷韧化和应变时效的评述 255

6.6断裂控制计划 256

6.6.1缺陷的缓慢长大和控制 256

6.6.2与裂缝截止有关的断裂安全性 257

6.6.3破坏前泄漏准则，断裂韧性和压力容器设计载荷的关系 259

6.6.4断裂分析图 263

6.6.5断裂安全寿期，由验证试验来估算临界裂缝尺寸 264

6.6.6断裂性能及σLB的辐照效应 266

6.7建议 268

参考文献 269

7．制造 273

7.1装备 274

7.2工艺和材料 275

7.3筒体的成形 276

7.4成形筒体板的热处理 278

7.5成形的筒体板组装成筒节 280

7.6筒节的电渣焊组装和热处理 280

7.7筒节组装成筒体部分组合件 283

7.8容器支撑结构的制造 283

7.9接管焊缝和异种金属焊缝 284

7.10堆焊衬里 285

7.11封头组合件 286

7.12法兰和接管锻件 287

7.13机械加工 289

7.14试验 289

7.15清洗 290

参考文献 291

8．质量保证 292

8.1.1化学分析 293

8.1.2机械性能 293

8.1化学分析和机械性能 293

8.1.2.1板材 294

8.1.2.2锻件 295

8.1.2.3螺栓材料 296

8.1.2.4填充金属 296

8.1.2.5焊接规程和焊接试验 296

8.2缺陷探测 297

8.2.1检验规程 297

8.2.2板材 298

8.2.3锻件和棒材 299

8.2.4铸件 300

8.2.5管状产品 301

8.2.6螺栓和螺栓材料 302

8.2.7加速冷却后的检验 302

8.2.8规程和人员 302

8.3制造 303

8.4设计 304

8.4.1应力分析和应力报告 304

8.4.2几何尺寸公差的影响 305

8.5各种检查方法的适用范围和局限性 307

8.5.1宏观或观察检验 307

8 5.2射线照相 308

8.5.3超声波试验 313

8.5.4磁粉检验 314

8.5.5液体渗透检验 315

8.5.6电磁方法 315

参考文献 316

9.1水压试验 317

9.试验和运行监察 317

9.2运行后的试验 321

9.2.1材料监察 321

9.2.2水压复验 324

9.2.3无损检验 326

9.2.3.1 目前采用的方法 326

9.2.3.2可能采用的方法 327

9.3运行中的检验 333

9.2.3.3辐照损伤的无损探测 333

9.3.1超声波扫描系统 334

9.3.2固定探头系统 334

9.3.3其它的监察系统 334

参考文献 335

10．结论和建议 338

10.1容器的概况 338

10.2环境和工作条件 339

10.3材料 340

10.4环境对材料的影响 342

10.4.1温度 342

10.4.2腐蚀 342

10.4.3氢脆 344

10.4.4辐照效应 344

10.4.4.1对机械性能的影响 345

10.4.4.2断裂力学 347

10.4.4.3主要的影响因素 347

10.5设计 349

10.5.1载荷状态的确定 350

10.5.2理论应力分析 351

10.5.3实验应力分析 351

10.5.4应力审定 352

10.6裂缝长大和断裂的基本原理 352

10.6.1裂缝的线性弹性模型 353

10.6.2塑性分析 353

10.6.5断裂分析图 354

10.6.3缓慢和稳定的裂缝长大 354

10.6.4破坏前泄漏准则 354

10.6.6关于断裂力学研究的建议 355

10.7制造 355

10.8质量保证 357

10.8.1化学分析和机械性能 357

10.8.2缺陷探测 358

10.8.3制造 358

10 8.4设计 359

10.8.5各种检查方法的适用范围和局限性 359

10.9试验和运行监察 359

10.9.1水压试验和运行后的水压试验 359

10.9.2运行后和运行中的无损检验 360

10.9.3运行后的材料监察 362

附录1 单位换算表 363

附录2 ASTM标准的目录索引 369

附录3主题索引 372