赫照

    (西安核设备有限公司，陕西 西安 710021)

    某核电站一回路稳压器现场在役前100%UT 检测时发现支承裙筒体与下封头的焊缝存在两处超标缺陷。若在现场返修需对该部位进行局部热处理。为验证稳压器电加热元件套管处及下水位温度接管处的温度在热处理过程中是否超过设计温度而影响设备的安全，需进行模拟分析计算。由于稳压器此处结构复杂，对其进行局部热处理时，加热区域影响热量传递的因素较多[1]。首先在加热带处是直接接触表面的热量以传导方式传递，其次热量通过筒体内外表面以对流和辐射方式与外界环境进行传递，最后在加热区内不同质点存在温度梯度，每一个变形质点的温度在加热过程中是不断变化的，同时筒体的内外表面还存在一定的温度差，这些原因形成了三维非稳态温度场的复杂形势。为了保证稳压器支承裙筒体与下封头焊缝现场返修前、后预热、消氢和消应力热处理顺利实施，加热过程中不仅需要达到规定的加热温度，还要保证筒体内外表面温差的限制，这大大增加了用有限元方法模拟筒体加热过程温度场变化的难度，综合考虑加热各个阶段所需满足的温度条件，在分析软件仿真计算下，确定了加热温度范围，完成了热传导模型的建立[2]。

    1 温度场模拟

    1.1 局部热处理

    局部热处理前在稳压器内部布置整圈宽度为260 mm 宽的壳式加热带，并采用专用工装进行固定，保证加热带与内表面的紧贴。焊缝外部布置宽度为420 mm 的履带式加热带包裹整条环向焊缝。加热带外部、支承裙筒体与下封头焊缝的内部均采用硅酸铝纤维保温，防止热量的散失，内、外加热带的位置处布置相应的热电偶进行温度的控制和监测，见图1。热处理过程从室温经3.5 h 升温至350 ℃，再以40 ℃/h 的升温速度升温至550 ℃，以30 ℃/h 的升温速度升温至610 ℃，在610 ℃保温210 min，保温完成后以50 ℃/h 缓冷，当温度降至350 ℃以下时空冷[3]。

    图1 稳压器支承裙筒体下部返修加热Fig.1 The heating diagram of the lower part of the pressurizer support skirt

    1.2 模型建立

    针对本研究需要解决的问题，对于稳压器支承裙筒体建立温度模型 ......