CN116773666B - 核电汽轮机的应力腐蚀与疲劳安全性监控方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本公开提供了一种核电汽轮机的应力腐蚀与疲劳安全性监控方法和装置。方法包括:获取核电汽轮机的监控部件的相控阵检测裂纹深度,并基于相控阵检测裂纹深度,获取监控部件的裂纹扩展类别;获取不同裂纹扩展类别下的监控部件所需的安全性监控数据,其中,安全性监控数据包括应力腐蚀裂纹扩展寿命和疲劳裂纹扩展寿命,疲劳裂纹扩展寿命包括低周疲劳裂纹扩展寿命和高周疲劳裂纹扩展寿命中的至少一个;基于监控部件的裂纹扩展类别下的安全性监控数据,对监控部件进行裂纹扩展寿命安全性监控。由此,可综合考虑到应力腐蚀和疲劳来对监控部件进行裂纹扩展寿命安全性监控,以保证核电汽轮机的长寿命安全运行。
Description
技术领域
本公开涉及核电汽轮机技术领域,特别涉及一种核电汽轮机的应力腐蚀与疲劳安全性监控方法、装置、电子设备、存储介质和平台。
背景技术
目前,随着能源短缺问题的加重,人们急需开发新能源来满足人们的能源需求,核电是清洁能源,无二氧化碳排放,环境影响小;核电是高效能源,能量密度高,资源消耗少;核电是稳定能源,无间歇性,利用小时数长且具有稳定的供电能力;核电是安全能源,事故发生可能性小,是增强能源安全的重要选项。核电汽轮机是核电技术中的重要装备。相关技术中,需要对核电汽轮机进行裂纹扩展寿命安全性监控,以确保核电汽轮机的正常运行,然而,核电汽轮机的裂纹扩展寿命安全性监控存在没有考虑应力腐蚀的问题。
发明内容
本公开旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。
为此,本公开的第一个目的在于提出一种核电汽轮机的应力腐蚀与疲劳安全性监控方法。
本公开的第二个目的在于提出一种核电汽轮机的应力腐蚀与疲劳安全性监控装置。
本公开的第三个目的在于提出一种电子设备。
本公开的第四个目的在于提出一种计算机可读存储介质。
本公开的第五个目的在于提出一种适用于核电汽轮机的监控平台。
本公开第一方面实施例提出了一种核电汽轮机的应力腐蚀与疲劳安全性监控方法,包括:获取核电汽轮机的监控部件的相控阵检测裂纹深度,并基于所述相控阵检测裂纹深度,获取所述监控部件的裂纹扩展类别;获取不同裂纹扩展类别下的所述监控部件所需的安全性监控数据,其中,所述安全性监控数据包括应力腐蚀裂纹扩展寿命和疲劳裂纹扩展寿命,所述疲劳裂纹扩展寿命包括低周疲劳裂纹扩展寿命和高周疲劳裂纹扩展寿命中的至少一个;基于所述监控部件的裂纹扩展类别下的所述安全性监控数据,对所述监控部件进行裂纹扩展寿命安全性监控。
本公开第二方面实施例提出了一种核电汽轮机的应力腐蚀与疲劳安全性监控装置,包括:第一获取模块,用于获取核电汽轮机的监控部件的相控阵检测裂纹深度,并基于所述相控阵检测裂纹深度,获取所述监控部件的裂纹扩展类别;第二获取模块,用于获取不同裂纹扩展类别下的所述监控部件所需的安全性监控数据,其中,所述安全性监控数据包括应力腐蚀裂纹扩展寿命和疲劳裂纹扩展寿命,所述疲劳裂纹扩展寿命包括低周疲劳裂纹扩展寿命和高周疲劳裂纹扩展寿命中的至少一个;监控模块,用于基于所述监控部件的裂纹扩展类别下的所述安全性监控数据,对所述监控部件进行裂纹扩展寿命安全性监控。
本公开第三方面实施例提出了一种电子设备,包括:存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序时,实现如本公开第一方面实施例所述的核电汽轮机的应力腐蚀与疲劳安全性监控方法。
本申请第四方面实施例提出了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时,实现如本公开第一方面实施例所述的核电汽轮机的应力腐蚀与疲劳安全性监控方法。
本申请第五方面实施例提出了一种适用于核电汽轮机的监控平台,包括如本公开第二方面实施例所述的核电汽轮机的应力腐蚀与疲劳安全性监控装置;或者如本公开第三方面实施例所述的电子设备;或者如本公开第四方面实施例所述的计算机可读存储介质。
本公开实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果:获取核电汽轮机的监控部件的相控阵检测裂纹深度,并基于相控阵检测裂纹深度,获取监控部件的裂纹扩展类别,获取不同裂纹扩展类别下的监控部件所需的安全性监控数据,其中,安全性监控数据包括应力腐蚀裂纹扩展寿命和疲劳裂纹扩展寿命,疲劳裂纹扩展寿命包括低周疲劳裂纹扩展寿命和高周疲劳裂纹扩展寿命中的至少一个,基于监控部件的裂纹扩展类别下的安全性监控数据,对监控部件进行裂纹扩展寿命安全性监控。由此,可综合考虑到应力腐蚀和疲劳来对监控部件进行裂纹扩展寿命安全性监控,以保证核电汽轮机的长寿命安全运行。
应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本公开。
附图说明
本公开上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1为根据本公开一个实施例的核电汽轮机的应力腐蚀与疲劳安全性监控方法的流程示意图;
图2为根据本公开另一个实施例的核电汽轮机的应力腐蚀与疲劳安全性监控方法的流程示意图;
图3为根据本公开一个实施例的核电汽轮机的应力腐蚀与疲劳安全性监控方法中获取应力腐蚀裂纹扩展寿命的流程示意图;
图4为根据本公开另一个实施例的核电汽轮机的应力腐蚀与疲劳安全性监控方法中获取应力腐蚀裂纹扩展寿命的流程示意图;
图5为根据本公开另一个实施例的核电汽轮机的应力腐蚀与疲劳安全性监控方法中获取应力腐蚀裂纹扩展寿命的流程示意图;
图6为根据本公开一个实施例的核电汽轮机的应力腐蚀与疲劳安全性监控方法中获取低周疲劳裂纹扩展寿命的流程示意图;
图7为根据本公开另一个实施例的核电汽轮机的应力腐蚀与疲劳安全性监控方法中获取低周疲劳裂纹扩展寿命的流程示意图;
图8为根据本公开另一个实施例的核电汽轮机的应力腐蚀与疲劳安全性监控方法中获取低周疲劳裂纹扩展寿命的流程示意图;
图9为根据本公开另一个实施例的核电汽轮机的应力腐蚀与疲劳安全性监控方法中获取低周疲劳裂纹扩展寿命的流程示意图;
图10为根据本公开一个实施例的核电汽轮机的应力腐蚀与疲劳安全性监控方法中获取高周疲劳裂纹扩展寿命的流程示意图;
图11为根据本公开另一个实施例的核电汽轮机的应力腐蚀与疲劳安全性监控方法的流程示意图;
图12为根据本公开一个实施例的核电汽轮机的应力腐蚀与疲劳安全性监控方法中获取裂纹扩展日历寿命的流程示意图;
图13为根据本公开另一个实施例的核电汽轮机的应力腐蚀与疲劳安全性监控方法中获取裂纹扩展日历寿命的流程示意图;
图14为根据本公开另一个实施例的核电汽轮机的应力腐蚀与疲劳安全性监控方法的流程示意图;
图15为根据本公开另一个实施例的核电汽轮机的应力腐蚀与疲劳安全性监控方法的流程示意图;
图16为根据本公开一个实施例的核电汽轮机的应力腐蚀与疲劳安全性监控装置的结构示意图;
图17为根据本公开一个实施例的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本公开的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本公开,而不能理解为对本公开的限制。
下面结合附图来描述本公开实施例的核电汽轮机的应力腐蚀与疲劳安全性监控方法、装置、电子设备、存储介质和平台。
图1为根据本公开一个实施例的核电汽轮机的应力腐蚀与疲劳安全性监控方法的流程示意图。
如图1所示,本公开实施例的核电汽轮机的应力腐蚀与疲劳安全性监控方法,包括:
S101,获取核电汽轮机的监控部件的相控阵检测裂纹深度。
需要说明的是,本公开实施例的核电汽轮机的应力腐蚀与疲劳安全性监控方法可以由本公开实施例的核电汽轮机的应力腐蚀与疲劳安全性监控装置执行,本公开实施例的核电汽轮机的应力腐蚀与疲劳安全性监控装置可以配置在任一适用于核电汽轮机的监控平台中,以执行本公开实施例的核电汽轮机的应力腐蚀与疲劳安全性监控方法。
需要说明的是,相控阵检测裂纹深度指的是对监控部件进行相控阵检测,得到的监控部件的裂纹深度。相控阵检测可采用相关技术中的任一相控阵检测方法来实现。
在一种实施方式中,获取核电汽轮机的监控部件的相控阵检测裂纹深度,包括通过相控阵超声探伤仪和相控阵探头,对监控部件进行相控阵检测,得到相控阵检测裂纹深度,若对监控部件进行相控阵检测没有发现裂纹,给定相控阵检测裂纹深度为设定值。应说明的是,对设定值不做过多限定,比如,可为0.002m(米)。
下面以监控部件为转子叶根槽为例,针对获取转子叶根槽的相控阵检测裂纹深度进行描述。
比如,某型号1000MW核电汽轮机A的1号低压转子第5级叶根槽的新式为倒T型叶根槽,工作在过热蒸汽与湿蒸汽的过渡区,饱和蒸汽线(Wilson)附近,容易发生应力腐蚀开裂。核电汽轮机A的1号低压转子材料牌号30Cr2Ni4MoV(3.5%NiCrMoV)。在核电汽轮机A的制造阶段,对核电汽轮机A的1号低压转子第5级叶根槽进行相控阵无损检测,没有发现裂纹,在相控阵无损检测没有发现裂纹的情况下,给定核电汽轮机A的1号低压转子第5级倒T型叶根槽承力齿面裂纹深度ai=2mm=0.002m。
比如,某型号1000MW核电汽轮机B运行20年,在计划大修中对核电汽轮机B的2号低压转子第5级倒T型叶根槽进行相控阵无损检测以及裂纹扩展寿命安全性监控。该低压转子工作在过热蒸汽与湿蒸汽的过渡区,饱和蒸汽线(Wilson)附近,容易发生应力腐蚀开裂。该低压转子材料牌号30Cr2Ni4MoV(3.5%NiCrMoV)。在核电汽轮机B的使用阶段,对核电汽轮机B的2号低压转子第5级倒T型叶根槽进行相控阵无损检测,得到核电汽轮机B的2号低压转子第5级倒T型叶根槽承力齿面裂纹深度ai=5mm=0.005m。
比如,某型号1000MW核电汽轮机C运行20年,在计划大修中对核电汽轮机C的3号低压转子第5级倒T型叶根槽进行相控阵无损检测以及裂纹扩展寿命安全性监控。该低压转子工作在过热蒸汽与湿蒸汽的过渡区,饱和蒸汽线(Wilson)附近,容易发生应力腐蚀开裂。该低压转子材料牌号30Cr2Ni4MoV(3.5%NiCrMoV)。在核电汽轮机C的使用阶段,对核电汽轮机C的3号低压转子第5级倒T型叶根槽进行无损监测,得到核电汽轮机C的3号低压转子第5级倒T型叶根槽承力齿面裂纹深度ai=10mm=0.010m。
下面以监控部件为汽缸为例,针对获取汽缸的相控阵检测裂纹深度进行描述。
比如,某型号1000MW核电汽轮机A的1号低压内缸,内缸材料为Q235B,在水蒸气中含有NaOH或凝汽器泄露海水等情况下有发生应力腐蚀开裂的倾向。该低压内缸寿命薄弱部位是低压内缸与第二级抽汽管道连接部位,第二级抽汽管与低压内缸连接部位的结构不连续处结构过渡圆角半径为20mm。该部位工作在过热蒸汽与湿蒸汽的过渡区,饱和蒸汽线(Wilson)附近,容易发生应力腐蚀开裂。在核电汽轮机A的制造阶段,对核电汽轮机A的1号低压内缸进行相控阵无损检测,没有发现裂纹,在相控阵无损检测没有发现裂纹的情况下,给定核电汽轮机A的1号低压内缸与第二级抽汽管道连接部位裂纹深度ai=2mm=0.002m。
比如,某型号1000MW核电汽轮机B的2号低压内缸,内缸材料为Q235B,在水蒸气中含有NaOH或凝汽器泄露海水等情况下有发生应力腐蚀开裂的倾向。该低压内缸寿命薄弱部位是低压内缸与第二级抽汽管道连接部位,第二级抽汽管与低压内缸连接部位的结构不连续处结构过渡圆角半径为20mm。该部位工作在过热蒸汽与湿蒸汽的过渡区,饱和蒸汽线(Wilson)附近,容易发生应力腐蚀开裂。在核电汽轮机B的制造阶段,对核电汽轮机B的2号低压内缸进行相控阵无损检测,得到核电汽轮机B的2号低压内缸与第二级抽汽管道连接部位裂纹深度ai=5mm=0.005m。
比如,某型号1000MW核电汽轮机C运行20年,在计划大修中对核电汽轮机C的1号低压内缸进行相控阵无损检测以及裂纹扩展寿命安全性监控。低压内缸材料为Q235B,在水蒸气中含有NaOH或凝汽器泄露海水等情况下有发生应力腐蚀开裂的倾向。该低压内缸寿命薄弱部位是低压内缸与第二级抽汽管道连接部位,第二级抽汽管与低压内缸连接部位的结构不连续处结构过渡圆角半径为20mm。该部位工作在过热蒸汽与湿蒸汽的过渡区,饱和蒸汽线(Wilson)附近,容易发生应力腐蚀开裂。在核电汽轮机C的使用阶段,对核电汽轮机C的1号低压内缸进行相控阵无损检测,得到核电汽轮机C的1号低压内缸与第二级抽汽管道连接部位裂纹深度ai=5mm=0.005m。
比如,某型号1000MW核电汽轮机D运行20年,在计划大修中对核电汽轮机D的2号低压内缸进行相控阵无损检测以及裂纹扩展寿命安全性监控。低压内缸材料为Q235B,在水蒸气中含有NaOH或凝汽器泄露海水等情况下有发生应力腐蚀开裂的倾向。核电汽轮D的2号低压内缸寿命薄弱部位是低压内缸与第二级抽汽管道连接部位,第二级抽汽管与低压内缸连接部位的结构不连续处结构过渡圆角半径为20mm。该部位工作在过热蒸汽与湿蒸汽的过渡区,饱和蒸汽线(Wilson)附近,容易发生应力腐蚀开裂。在核电汽轮机D的使用阶段,对核电汽轮机D的2号低压内缸进行相控阵无损检测,得到核电汽轮机D的2号低压内缸与第二级抽汽管道连接部位裂纹深度ai=10mm=0.010m。
S102,基于相控阵检测裂纹深度,获取监控部件的裂纹扩展类别。
在一种实施方式中,基于相控阵检测裂纹深度,获取监控部件的裂纹扩展类别,包括获取相控阵检测裂纹深度处于的设定区间,基于设定区间和裂纹扩展类别之间的映射关系,得到监控部件的裂纹扩展类别。可以理解的是,可预先为相控阵检测裂纹深度划分多个设定区间,不同的设定区间可映射不同的裂纹扩展类别,也可映射相同的裂纹扩展类别。
比如,基于相控阵检测裂纹深度,获取监控部件的裂纹扩展类别,包括若相控阵检测裂纹深度处于第一设定区间,将第一裂纹扩展类别确定为监控部件的裂纹扩展类别,或者,若相控阵检测裂纹深度处于第二设定区间,将第二裂纹扩展类别确定为监控部件的裂纹扩展类别。
S103,获取不同裂纹扩展类别下的监控部件所需的安全性监控数据,其中,安全性监控数据包括应力腐蚀裂纹扩展寿命和疲劳裂纹扩展寿命,疲劳裂纹扩展寿命包括低周疲劳裂纹扩展寿命和高周疲劳裂纹扩展寿命中的至少一个。
需要说明的是,应力腐蚀裂纹扩展寿命指的是监控部件承受的破坏类别包括应力腐蚀时,监控部件的裂纹扩展寿命,低周疲劳裂纹扩展寿命指的是监控部件承受的破坏类别包括低周疲劳时,监控部件的裂纹扩展寿命,高周疲劳裂纹扩展寿命指的是监控部件承受的破坏类别包括高周疲劳时,监控部件的裂纹扩展寿命。
需要说明的是,获取监控部件的应力腐蚀裂纹扩展寿命、低周疲劳裂纹扩展寿命、高周疲劳裂纹扩展寿命,均可采用相关技术来实现,这里不做过多限定。
在一种实施方式中,获取不同裂纹扩展类别下的监控部件的所需的安全性监控数据,包括确定与裂纹扩展类别匹配的寿命基础数据,基于寿命基础数据,得到裂纹扩展类别下的监控部件的所需的安全性监控数据。
需要说明的是,对寿命基础数据不做过多限定,比如,可包括裂纹扩展尺寸集合、监控部件的应力计算基础数据、材料试验基础数据等。
在一种实施方式中,获取不同裂纹扩展类别下的监控部件的所需的安全性监控数据,包括获取裂纹扩展类别和安全性监控数据之间的映射关系,基于映射关系,确定裂纹扩展类别下的监控部件所需的安全性监控数据。可以理解的是,上述映射关系可基于实际情况预先标定。
在一种实施方式中,方法还包括若监控部件为转子叶根槽,确定监控部件所需的安全性监控数据包括应力腐蚀裂纹扩展寿命、低周疲劳裂纹扩展寿命和高周疲劳裂纹扩展寿命,若监控部件为汽缸,确定监控部件所需的安全性监控数据包括应力腐蚀裂纹扩展寿命和低周疲劳裂纹扩展寿命。
S104,基于监控部件的裂纹扩展类别下的安全性监控数据,对监控部件进行裂纹扩展寿命安全性监控。
在一种实施方式中,基于监控部件的裂纹扩展类别下的安全性监控数据,对监控部件进行裂纹扩展寿命安全性监控,包括判断监控部件的裂纹扩展类别下的安全性监控数据是否满足监控合格条件,以对监控部件进行裂纹扩展寿命安全性监控。
需要说明的是,对监控合格条件不做过多限定,比如,可将安全性监控数据大于设定阈值,确定为监控合格条件,对设定阈值不做过多限定。
在一种实施方式中,基于监控部件的裂纹扩展类别下的安全性监控数据,对监控部件进行裂纹扩展寿命安全性监控,包括获取监控部件的监控判据值,若监控部件的裂纹扩展类别下的安全性监控数据大于或者等于监控判据值,确定监控部件的裂纹扩展类别下的安全性监控数据满足监控合格条件,若监控部件的裂纹扩展类别下的安全性监控数据小于监控判据值,确定监控部件的裂纹扩展类别下的安全性监控数据未满足监控合格条件。
在一些例子中,可预先建立监控部件的型号、监控判据值之间的映射关系,获取监控部件的监控判据值,包括基于监控部件的型号,在上述映射关系中查询到监控判据值,并将查询到的监控判据值确定为监控部件的监控判据值。
在一种实施方式中,若监控部件的裂纹扩展类别下的安全性监控数据未满足监控合格条件,还包括生成用于指示监控部件出现安全异常的指示信息,以及时告知用户监控部件出现安全异常。
综上,根据本公开实施例的核电汽轮机的应力腐蚀与疲劳安全性监控方法,获取核电汽轮机的监控部件的相控阵检测裂纹深度,并基于相控阵检测裂纹深度,获取监控部件的裂纹扩展类别,获取不同裂纹扩展类别下的监控部件所需的安全性监控数据,其中,安全性监控数据包括应力腐蚀裂纹扩展寿命和疲劳裂纹扩展寿命,疲劳裂纹扩展寿命包括低周疲劳裂纹扩展寿命和高周疲劳裂纹扩展寿命中的至少一个,基于监控部件的裂纹扩展类别下的安全性监控数据,对监控部件进行裂纹扩展寿命安全性监控。由此,可综合考虑到应力腐蚀和疲劳来对监控部件进行裂纹扩展寿命安全性监控,以保证核电汽轮机的长寿命安全运行。
图2为根据本公开另一个实施例的核电汽轮机的应力腐蚀与疲劳安全性监控方法的流程示意图。
如图2所示,本公开实施例的核电汽轮机的应力腐蚀与疲劳安全性监控方法,包括:
S201,获取核电汽轮机的监控部件的相控阵检测裂纹深度。
步骤S201的相关内容,可参见上述实施例,这里不再赘述。
S202,获取监控部件的裂纹扩展尺寸集合。
需要说明的是,对裂纹扩展尺寸集合不做过多限定。
在一种实施方式中,获取监控部件的裂纹扩展尺寸集合,包括获取监控部件的应力计算基础数据,获取监控部件的材料试验基础数据,基于应力计算基础数据和材料实验基础数据,确定裂纹扩展尺寸集合。由此,该方法中可综合考虑到应力计算基础数据和材料实验基础数据,来确定裂纹扩展尺寸集合。
需要说明的是,对应力计算基础数据、材料试验基础数据均不做过多限定。
在一种实施方式中,基于应力计算基础数据和材料实验基础数据,确定裂纹扩展尺寸集合,包括如下几种可能的实施方式:
方式1、基于监控部件的裂纹形状参数、监控部件的材料应力腐蚀断裂韧性和核电汽轮机带负荷运行稳态工况的监控部件裂纹部位最大应力,确定监控部件的应力腐蚀裂纹扩展尺寸门槛值。
方式2、基于监控部件的裂纹形状参数、监控部件的材料的断裂韧性和核电汽轮机设定工况的监控部件裂纹部位最大应力,确定核电汽轮机设定工况的监控部件的低周疲劳临界裂纹尺寸。
方式3、基于监控部件的裂纹形状参数、监控部件的材料高周疲劳裂纹扩展门槛值的试验值、核电汽轮机带负荷运行稳态工况的监控部件裂纹部位高周疲劳应力范围,确定监控部件的高周疲劳裂纹扩展尺寸门槛值。
方式4、基于监控部件的裂纹形状参数、监控部件的材料的断裂韧性、核电汽轮机带负荷运行稳态工况的监控部件裂纹部位最大应力,确定监控部件的高周疲劳临界裂纹尺寸。
下面以监控部件为转子叶根槽为例,针对获取转子叶根槽的裂纹扩展尺寸集合进行描述。
比如,应力计算基础数据包括核电汽轮机带负荷运行稳态工况的转子叶根槽裂纹部位高周疲劳应力范围ΔσH和转子叶根槽裂纹部位最大应力σmaxH,正常停机瞬态工况的转子叶根槽裂纹部位最大应力σmaxn、110%超速试验瞬态工况的转子叶根槽裂纹部位最大应力σmax110%、120%超速运行瞬态工况的转子叶根槽裂纹部位最大应力σmax120%等。
比如,材料试验基础数据包括转子材料断裂韧性KIC,转子材料应力腐蚀断裂韧性KISCC,年均应力腐蚀裂纹扩展速率试验值裂纹形状参数Q,转子材料高周疲劳裂纹扩展门槛值的试验值等。
比如,裂纹扩展尺寸集合包括应力腐蚀裂纹扩展尺寸门槛值aSCC、高周疲劳裂纹扩展尺寸门槛值ath、高周疲劳临界裂纹尺寸acH、核电汽轮机正常停机瞬态工况的转子叶根槽的低周疲劳临界裂纹尺寸acn、核电汽轮机110%超速试验瞬态工况的转子叶根槽的低周疲劳临界裂纹尺寸ac110%、核电汽轮机120%超速运行瞬态工况的转子叶根槽的低周疲劳临界裂纹尺寸ac120%等。
在一些例子中,基于应力计算基础数据和转子材料实验基础数据,确定裂纹扩展尺寸集合,包括如下几种可能的实施方式:
方式1、基于转子叶根槽的裂纹形状参数、转子材料应力腐蚀断裂韧性和核电汽轮机带负荷运行稳态工况的转子叶根槽裂纹部位最大应力,确定转子叶根槽的应力腐蚀裂纹扩展尺寸门槛值。
方式2、基于转子叶根槽的裂纹形状参数、转子材料高周疲劳裂纹扩展门槛值的试验值、核电汽轮机带负荷运行稳态工况的转子叶根槽裂纹部位高周疲劳应力范围,确定转子叶根槽的高周疲劳裂纹扩展尺寸门槛值。
方式3、基于转子叶根槽的裂纹形状参数、转子材料的断裂韧性、核电汽轮机带负荷运行稳态工况的转子叶根槽裂纹部位最大应力,确定转子叶根槽的高周疲劳临界裂纹尺寸。
方式4、基于转子叶根槽的裂纹形状参数、转子材料的断裂韧性、核电汽轮机正常停机瞬态工况的转子叶根槽裂纹部位最大应力,确定核电汽轮机正常停机瞬态工况的转子叶根槽的低周疲劳临界裂纹尺寸。
方式5、基于转子叶根槽的裂纹形状参数、转子材料的断裂韧性、核电汽轮机110%超速试验瞬态工况的转子叶根槽裂纹部位最大应力,确定核电汽轮机110%超速试验瞬态工况的转子叶根槽的低周疲劳临界裂纹尺寸。
方式6、基于转子叶根槽的裂纹形状参数、转子材料的断裂韧性、核电汽轮机120%超速运行瞬态工况的转子叶根槽裂纹部位最大应力,确定核电汽轮机120%超速运行瞬态工况的转子叶根槽的低周疲劳临界裂纹尺寸。
比如,继续以上述实施例中的核电汽轮机A的1号低压转子第5级倒T型叶根槽为例,核电汽轮机A的1号低压转子第5级倒T型叶根槽的应力计算基础数据、转子材料试验基础数据分别如表1、2所示。
表1核电汽轮机的低压转子第5级倒T型叶根槽应力计算基础数据
表2核电汽轮机的低压转子材料试验基础数据
其中,正常停机瞬态工况的转子叶根槽裂纹部位最大应力包括正常停机瞬态工况的转子表面焊缝部位最大应力σmaxn。
核电汽轮机A的1号低压转子第5级倒T型叶根槽的裂纹扩展尺寸集合的计算过程如下:
比如,继续以上述实施例中的核电汽轮机B的2号低压转子第5级倒T型叶根槽为例,核电汽轮机B的2号低压转子第5级倒T型叶根槽的应力计算基础数据、转子材料试验基础数据分别如表1、2所示。
核电汽轮机B的2号低压转子第5级倒T型叶根槽的裂纹扩展尺寸集合的计算过程如下:
比如,继续以上述实施例中的核电汽轮机C的3号低压转子第5级倒T型叶根槽为例,核电汽轮机C的3号低压转子第5级倒T型叶根槽的应力计算基础数据、转子材料试验基础数据分别如表1、2所示。
核电汽轮机C的3号低压转子第5级倒T型叶根槽的裂纹扩展尺寸集合的计算过程如下:
下面以监控部件为汽缸为例,针对获取汽缸的裂纹扩展尺寸集合进行描述。
比如,应力计算基础数据包括核电汽轮机带负荷运行稳态工况的汽缸裂纹部位最大应力σmax0、核电汽轮机冷态起动瞬态工况的汽缸裂纹部位最大应力σmaxc、核电汽轮机温态起动瞬态工况的汽缸裂纹部位最大应力σmaxw、核电汽轮机热态起动瞬态工况的汽缸裂纹部位最大应力σmaxh等。
比如,材料试验基础数据包括汽缸材料的断裂韧性KIC,汽缸材料应力腐蚀断裂韧性KISCC,年均应力腐蚀裂纹扩展速率试验值裂纹形状参数Q等。
比如,裂纹扩展尺寸集合包括应力腐蚀裂纹扩展尺寸门槛值aSCC、核电汽轮机冷态起动瞬态工况的汽缸的低周疲劳临界裂纹尺寸acc、核电汽轮机温态起动瞬态工况的汽缸的低周疲劳临界裂纹尺寸acw、核电汽轮机热态起动瞬态工况的汽缸的低周疲劳临界裂纹尺寸ach等。
在一些例子中,基于应力计算基础数据和材料实验基础数据,确定裂纹扩展尺寸集合,包括如下几种可能的实施方式:
方式1、基于汽缸的裂纹形状参数、汽缸材料应力腐蚀断裂韧性和核电汽轮机带负荷运行稳态工况的汽缸裂纹部位裂纹部位最大应力,确定汽缸的应力腐蚀裂纹扩展尺寸门槛值。
方式2、基于汽缸的裂纹形状参数、汽缸材料的断裂韧性、核电汽轮机冷态起动瞬态工况的汽缸裂纹部位裂纹部位最大应力,确定核电汽轮机冷态起动瞬态工况的汽缸的低周疲劳临界裂纹尺寸。
方式3、基于汽缸的裂纹形状参数、汽缸材料的断裂韧性、核电汽轮机温态起动瞬态工况的汽缸裂纹部位裂纹部位最大应力,确定核电汽轮机温态起动瞬态工况的汽缸的低周疲劳临界裂纹尺寸。
方式4、基于汽缸的裂纹形状参数、汽缸材料的断裂韧性、核电汽轮机热态起动瞬态工况的汽缸裂纹部位裂纹部位最大应力,确定核电汽轮机热态起动瞬态工况的汽缸的低周疲劳临界裂纹尺寸。
比如,继续以上述实施例中的核电汽轮机A的1号低压内缸为例,核电汽轮机A的1号低压内缸的应力计算基础数据、材料试验基础数据分别如表3、4所示。
表3低压内缸的应力计算基础数据
序号 | 项目 | 数据值 |
1 | 带负荷运行稳态工况的汽缸裂纹部位最大应力σmax0/MPa | 229.120 |
2 | 冷态起动瞬态工况的汽缸裂纹部位最大应力σmaxc/MPa | 252.970 |
3 | 温态起动瞬态工况的汽缸裂纹部位最大应力σmaxw/MPa | 267.093 |
4 | 热态起动瞬态工况的汽缸裂纹部位最大应力σmaxh/MPa | 237.736 |
表4低压内缸的材料试验基础数据
核电汽轮机A的1号低压内缸的裂纹扩展尺寸集合的计算过程如下:
比如,继续以上述实施例中的核电汽轮机B的2号低压内缸为例,核电汽轮机B的2号低压内缸的应力计算基础数据、材料试验基础数据分别如表3、4所示。
核电汽轮机B的2号低压内缸的裂纹扩展尺寸集合的计算过程如下:
比如,继续以上述实施例中的核电汽轮机C的1号低压内缸为例,核电汽轮机C的1号低压内缸的应力计算基础数据、材料试验基础数据分别如表3、4所示。
核电汽轮机C的1号低压内缸的裂纹扩展尺寸集合的计算过程如下:
比如,继续以上述实施例中的核电汽轮机D的2号低压内缸为例,核电汽轮机D的2号低压内缸的应力计算基础数据、材料试验基础数据分别如表3、4所示。
核电汽轮机D的2号低压内缸的裂纹扩展尺寸集合的计算过程如下:
S203,基于相控阵检测裂纹深度和裂纹扩展尺寸集合,获取监控部件的裂纹扩展类别。
在一种实施方式中,基于相控阵检测裂纹深度和裂纹扩展尺寸集合,获取监控部件的裂纹扩展类别,包括对相控阵检测裂纹深度和裂纹扩展尺寸集合中的裂纹扩展尺寸进行运算处理,得到运算结果,基于运算结果和裂纹扩展类别之间的对应关系,得到裂纹扩展类别。其中,运算处理可采用相关技术中的至少一种运算处理方式来实现,这里不做过多限定,比如,可包括加、减、乘、除等。
在一种实施方式中,基于相控阵检测裂纹深度和裂纹扩展尺寸集合,获取监控部件的裂纹扩展类别,包括获取相控阵检测裂纹深度和裂纹扩展尺寸集合中的至少一个裂纹扩展尺寸之间的大小关系,基于大小关系和裂纹扩展类别之间的对应关系,确定监控部件的裂纹扩展类别。
下面以监控部件为转子叶根槽为例,针对获取转子叶根槽的裂纹扩展类别进行描述。
在一些例子中,基于相控阵检测裂纹深度和裂纹扩展尺寸集合,获取转子叶根槽的裂纹扩展类别,包括如下几种可能的实施方式:
方式1、若相控阵检测裂纹深度小于应力腐蚀裂纹扩展尺寸门槛值,且应力腐蚀裂纹扩展尺寸门槛值小于高周疲劳裂纹扩展尺寸门槛值,确定裂纹扩展类别为第一裂纹扩展类别。
在一些例子中,若裂纹扩展类别为第一裂纹扩展类别,且第一裂纹扩展类别包括三个阶段,其中,在第一阶段下转子叶根槽的裂纹尺寸从相控阵检测裂纹深度ai扩展至应力腐蚀裂纹扩展尺寸门槛值aSCC,在第二阶段下转子叶根槽的裂纹尺寸从应力腐蚀裂纹扩展尺寸门槛值aSCC扩展至高周疲劳裂纹扩展尺寸门槛值ath,在第三阶段下转子叶根槽的裂纹尺寸从高周疲劳裂纹扩展尺寸门槛值ath扩展至低周疲劳临界裂纹尺寸acj。其中,低周疲劳临界裂纹尺寸acj为acn或ac110%或ac120%。
方式2、若应力腐蚀裂纹扩展尺寸门槛值小于相控阵检测裂纹深度,且相控阵检测裂纹深度小于高周疲劳裂纹扩展尺寸门槛值,确定裂纹扩展类别为第二裂纹扩展类别。
在一些例子中,若裂纹扩展类别为第二裂纹扩展类别,且第二裂纹扩展类别包括两个阶段,其中,在第一阶段下转子叶根槽的裂纹尺寸从相控阵检测裂纹深度ai扩展至高周疲劳裂纹扩展尺寸门槛值ath,在第二阶段下转子叶根槽的裂纹尺寸从高周疲劳裂纹扩展尺寸门槛值ath扩展至低周疲劳临界裂纹尺寸acj。
方式3、若相控阵检测裂纹深度小于高周疲劳裂纹扩展尺寸门槛值,且高周疲劳裂纹扩展尺寸门槛值小于应力腐蚀裂纹扩展尺寸门槛值,确定裂纹扩展类别为第三裂纹扩展类别。
在一些例子中,若裂纹扩展类别为第三裂纹扩展类别,且第三裂纹扩展类别包括三个阶段,其中,在第一阶段下转子叶根槽的裂纹尺寸从相控阵检测裂纹深度ai扩展至高周疲劳裂纹扩展尺寸门槛值ath,在第二阶段下转子叶根槽的裂纹尺寸从高周疲劳裂纹扩展尺寸门槛值ath扩展至应力腐蚀裂纹扩展尺寸门槛值aSCC,在第三阶段下转子叶根槽的裂纹尺寸从应力腐蚀裂纹扩展尺寸门槛值aSCC扩展至低周疲劳临界裂纹尺寸acj。
方式4、若高周疲劳裂纹扩展尺寸门槛值小于相控阵检测裂纹深度,且相控阵检测裂纹深度小于应力腐蚀裂纹扩展尺寸门槛值,确定裂纹扩展类别为第四裂纹扩展类别。
在一些例子中,若裂纹扩展类别为第四裂纹扩展类别,且第四裂纹扩展类别包括两个阶段,其中,在第一阶段下转子叶根槽的裂纹尺寸从相控阵检测裂纹深度ai扩展至应力腐蚀裂纹扩展尺寸门槛值aSCC,在第二阶段下转子叶根槽的裂纹尺寸从应力腐蚀裂纹扩展尺寸门槛值aSCC扩展至低周疲劳临界裂纹尺寸acj。
比如,继续以上述实施例中的核电汽轮机A的1号低压转子第5级倒T型叶根槽为例,应力腐蚀裂纹尺寸门槛值aSCC为0.007980m、高周疲劳裂纹扩展尺寸门槛值ath为0.023619m、相控阵无损检测裂纹深度ai为0.002m,由于aSCC=0.007980m<ath=0.023619m且ai=0.002m<aSCC=0.007980m,核电汽轮机A的1号低压转子第5级倒T型叶根槽的裂纹扩展类别为第一裂纹扩展类别。
比如,继续以上述实施例中的核电汽轮机B的2号低压转子第5级倒T型叶根槽为例,应力腐蚀裂纹尺寸门槛值aSCC为0.007980m、高周疲劳裂纹扩展尺寸门槛值ath为0.023619m、相控阵无损检测裂纹深度ai为0.005m,由于aSCC=0.007980m<ath=0.023619m且ai=0.005m<aSCC=0.007980m,核电汽轮机B的2号低压转子第5级倒T型叶根槽的裂纹扩展类别为第一裂纹扩展类别。
比如,继续以上述实施例中的核电汽轮机C的3号低压转子第5级倒T型叶根槽为例,应力腐蚀裂纹尺寸门槛值aSCC为0.007980m、高周疲劳裂纹扩展尺寸门槛值ath为0.023619m、相控阵无损检测裂纹深度ai为0.010m,由于aSCC=0.007980m<ath=0.023619m且ai=0.010m>aSCC=0.007980m,核电汽轮机C的3号低压转子第5级倒T型叶根槽的裂纹扩展类别为第二裂纹扩展类别。
下面以监控部件为汽缸为例,针对获取汽缸的裂纹扩展类别进行描述。
在一些例子中,基于相控阵检测裂纹深度和裂纹扩展尺寸集合,获取汽缸的裂纹扩展类别,包括如下几种可能的实施方式:
方式1、若相控阵检测裂纹深度小于应力腐蚀裂纹扩展尺寸门槛值,确定裂纹扩展类别为第一裂纹扩展类别。
在一些例子中,若裂纹扩展类别为第一裂纹扩展类别,且第一裂纹扩展类别包括两个阶段,其中,在第一阶段下汽缸的裂纹尺寸从相控阵检测裂纹深度ai扩展至应力腐蚀裂纹扩展尺寸门槛值aSCC,在第二阶段下汽缸的裂纹尺寸从应力腐蚀裂纹扩展尺寸门槛值aSCC扩展至低周疲劳临界裂纹尺寸acj。其中,低周疲劳临界裂纹尺寸acj为acc或acw或ach。
方式2、若相控阵检测裂纹深度大于应力腐蚀裂纹扩展尺寸门槛值,确定裂纹扩展类别为第二裂纹扩展类别。
在一些例子中,若裂纹扩展类别为第二裂纹扩展类别,且第二裂纹扩展类别包括一个阶段,其中,在第一阶段下汽缸的裂纹尺寸从相控阵检测裂纹深度ai扩展至低周疲劳临界裂纹尺寸acj。
比如,继续以上述实施例中的核电汽轮机A的1号低压内缸为例,应力腐蚀裂纹尺寸门槛值aSCC为0.008624m、相控阵无损检测裂纹深度ai为0.002m,由于ai=0.002m<aSCC=0.008624m,核电汽轮机A的1号低压内缸的裂纹扩展类别为第一裂纹扩展类别。
比如,继续以上述实施例中的核电汽轮机B的2号低压内缸为例,应力腐蚀裂纹尺寸门槛值aSCC为0.008624m、相控阵无损检测裂纹深度ai为0.005m,由于ai=0.005m<aSCC=0.008624m,核电汽轮机B的2号低压内缸的裂纹扩展类别为第一裂纹扩展类别。
比如,继续以上述实施例中的核电汽轮机C的1号低压内缸为例,应力腐蚀裂纹尺寸门槛值aSCC为0.008624m、相控阵无损检测裂纹深度ai为0.005m,由于ai=0.005m<aSCC=0.008624m,核电汽轮机C的1号低压内缸的裂纹扩展类别为第一裂纹扩展类别。
比如,继续以上述实施例中的核电汽轮机D的2号低压内缸为例,应力腐蚀裂纹尺寸门槛值aSCC为0.008624m、相控阵无损检测裂纹深度ai为0.010m,由于ai=0.010m>aSCC=0.008624m,核电汽轮机D的2号低压内缸的裂纹扩展类别为第二裂纹扩展类别。
S204,获取不同裂纹扩展类别下的监控部件所需的安全性监控数据,其中,安全性监控数据包括应力腐蚀裂纹扩展寿命和疲劳裂纹扩展寿命,疲劳裂纹扩展寿命包括低周疲劳裂纹扩展寿命和高周疲劳裂纹扩展寿命中的至少一个。
S205,基于监控部件的裂纹扩展类别下的安全性监控数据,对监控部件进行裂纹扩展寿命安全性监控。
步骤S204-S205的相关内容,可参见上述实施例,这里不再赘述。
综上,根据本公开实施例的核电汽轮机的应力腐蚀与疲劳安全性监控方法,获取监控部件的裂纹扩展尺寸集合,基于相控阵检测裂纹深度和裂纹扩展尺寸集合,获取监控部件的裂纹扩展类别。由此,可综合考虑到监控部件的相控阵检测裂纹深度、裂纹扩展尺寸集合,来得到监控部件的裂纹扩展类别。
在上述任一实施例的基础上,获取不同裂纹扩展类别下的应力腐蚀裂纹扩展寿命,包括基于监控部件的第一参数、监控部件的材料年均应力腐蚀裂纹扩展速率试验值、核电汽轮机设定工况的监控部件的低周疲劳临界裂纹尺寸,确定不同裂纹扩展类别下的应力腐蚀裂纹扩展寿命,其中,第一参数为相控阵检测裂纹深度或者应力腐蚀裂纹扩展尺寸门槛值。由此,该方法中可综合考虑到监控部件的第一参数、监控部件的材料年均应力腐蚀裂纹扩展速率试验值、核电汽轮机设定工况的监控部件的低周疲劳临界裂纹尺寸,确定不同裂纹扩展类别下的应力腐蚀裂纹扩展寿命。
在一种实施方式中,基于监控部件的第一参数、监控部件的材料年均应力腐蚀裂纹扩展速率试验值、核电汽轮机设定工况的监控部件的低周疲劳临界裂纹尺寸,确定不同裂纹扩展类别下的应力腐蚀裂纹扩展寿命,包括基于监控部件的第一参数、监控部件的材料年均应力腐蚀裂纹扩展速率试验值、核电汽轮机设定工况的监控部件的低周疲劳临界裂纹尺寸,确定任一裂纹扩展类别下的多种类的应力腐蚀裂纹扩展寿命,基于任一裂纹扩展类别下的监控部件的多种类的应力腐蚀裂纹扩展寿命,确定任一裂纹扩展类别下的应力腐蚀裂纹扩展寿命。
在一些例子中,基于任一裂纹扩展类别下的监控部件的多种类的应力腐蚀裂纹扩展寿命,确定任一裂纹扩展类别下的监控部件的应力腐蚀裂纹扩展寿命,包括将任一裂纹扩展类别下的多种类的应力腐蚀裂纹扩展寿命中的最小值,确定为任一裂纹扩展类别下的应力腐蚀裂纹扩展寿命。
下面以监控部件为转子叶根槽为例,针对获取不同裂纹扩展类别下的应力腐蚀裂纹扩展寿命进行描述。
在上述任一实施例的基础上,若监控部件为转子叶根槽,如图3所示,获取不同裂纹扩展类别下的应力腐蚀裂纹扩展寿命,包括:
S301,基于应力腐蚀裂纹扩展尺寸门槛值、转子材料年均应力腐蚀裂纹扩展速率试验值、核电汽轮机正常停机瞬态工况的转子叶根槽的低周疲劳临界裂纹尺寸,得到第一裂纹扩展类别、第三裂纹扩展类别和第四裂纹扩展类别中的任一种裂纹扩展类别下的应力腐蚀裂纹扩展寿命。
S302,基于相控阵检测裂纹深度、转子材料年均应力腐蚀裂纹扩展速率试验值、核电汽轮机正常停机瞬态工况的转子叶根槽的低周疲劳临界裂纹尺寸,得到第二裂纹扩展类别下的应力腐蚀裂纹扩展寿命。
在一种实施方式中,第一裂纹扩展类别、第三裂纹扩展类别和第四裂纹扩展类别中的任一种裂纹扩展类别下的应力腐蚀裂纹扩展寿命的计算过程如下:
其中,NfSCC1为第一裂纹扩展类别下的应力腐蚀裂纹扩展寿命,NfSCC2为第三裂纹扩展类别下的应力腐蚀裂纹扩展寿命,NfSCC4为第四裂纹扩展类别下的应力腐蚀裂纹扩展寿命。
在一种实施方式中,第二裂纹扩展类别下的应力腐蚀裂纹扩展寿命NfSCC2的计算过程如下:
比如,继续以上述实施例中的核电汽轮机A的1号低压转子第5级倒T型叶根槽为例,核电汽轮机A的1号低压转子第5级倒T型叶根槽的裂纹扩展类别为第一裂纹扩展类别,核电汽轮机A的1号低压转子第5级倒T型叶根槽的第一裂纹扩展类别下的应力腐蚀裂纹扩展寿命NfSCC1的计算过程如下:
比如,继续以上述实施例中的核电汽轮机B的2号低压转子第5级倒T型叶根槽为例,核电汽轮机B的2号低压转子第5级倒T型叶根槽的裂纹扩展类别为第一裂纹扩展类别,核电汽轮机B的2号低压转子第5级倒T型叶根槽的第一裂纹扩展类别下的应力腐蚀裂纹扩展寿命NfSCC1的计算过程如下:
比如,继续以上述实施例中的核电汽轮机C的3号低压转子第5级倒T型叶根槽为例,核电汽轮机C的3号低压转子第5级倒T型叶根槽的裂纹扩展类别为第二裂纹扩展类别,核电汽轮机C的3号低压转子第5级倒T型叶根槽的第二裂纹扩展类别下的应力腐蚀裂纹扩展寿命NFscc2的计算过程如下:
由此,该方法中若监控部件为转子叶根槽,可综合考虑到应力腐蚀裂纹扩展尺寸门槛值、转子材料年均应力腐蚀裂纹扩展速率试验值、核电汽轮机正常停机瞬态工况的转子叶根槽的低周疲劳临界裂纹尺寸,得到第一裂纹扩展类别、第三裂纹扩展类别和第四裂纹扩展类别中的任一种裂纹扩展类别下的应力腐蚀裂纹扩展寿命,并可综合考虑到相控阵检测裂纹深度、转子材料年均应力腐蚀裂纹扩展速率试验值、核电汽轮机正常停机瞬态工况的转子叶根槽的低周疲劳临界裂纹尺寸,得到第二裂纹扩展类别下的应力腐蚀裂纹扩展寿命。
下面以监控部件为汽缸为例,针对获取不同裂纹扩展类别下的应力腐蚀裂纹扩展寿命进行描述。
在上述任一实施例的基础上,若监控部件为汽缸,如图4所示,获取第一裂纹扩展类别下的应力腐蚀裂纹扩展寿命,包括:
S401,基于应力腐蚀裂纹扩展尺寸门槛值、汽缸材料年均应力腐蚀裂纹扩展速率试验值、核电汽轮机冷态起动瞬态工况的汽缸的低周疲劳临界裂纹尺寸,得到第一裂纹扩展类别下的第一种应力腐蚀裂纹扩展寿命。
在一种实施方式中,第一裂纹扩展类别下的第一种应力腐蚀裂纹扩展寿命NfSCC1,1的计算过程如下:
S402,基于应力腐蚀裂纹扩展尺寸门槛值、汽缸材料年均应力腐蚀裂纹扩展速率试验值、核电汽轮机温态起动瞬态工况的汽缸的低周疲劳临界裂纹尺寸,得到第一裂纹扩展类别下的第二种应力腐蚀裂纹扩展寿命。
在一种实施方式中,第一裂纹扩展类别下的第一种应力腐蚀裂纹扩展寿命NfSCC1,2的计算过程如下:
S403,基于应力腐蚀裂纹扩展尺寸门槛值、汽缸材料年均应力腐蚀裂纹扩展速率试验值、核电汽轮机热态起动瞬态工况的汽缸的低周疲劳临界裂纹尺寸,得到第一裂纹扩展类别下的第三种应力腐蚀裂纹扩展寿命。
在一种实施方式中,第一裂纹扩展类别下的第三种应力腐蚀裂纹扩展寿命NfSCC1,3的计算过程如下:
S404,基于第一裂纹扩展类别下的第一种应力腐蚀裂纹扩展寿命、第一裂纹扩展类别下的第二种应力腐蚀裂纹扩展寿命、第一裂纹扩展类别下的第三种应力腐蚀裂纹扩展寿命,确定第一裂纹扩展类别下的应力腐蚀裂纹扩展寿命。
在一种实施方式中,基于第一裂纹扩展类别下的第一种应力腐蚀裂纹扩展寿命、第一裂纹扩展类别下的第二种应力腐蚀裂纹扩展寿命、第一裂纹扩展类别下的第三种应力腐蚀裂纹扩展寿命,确定第一裂纹扩展类别下的应力腐蚀裂纹扩展寿命,包括对第一裂纹扩展类别下的第一种应力腐蚀裂纹扩展寿命、第一裂纹扩展类别下的第二种应力腐蚀裂纹扩展寿命、第一裂纹扩展类别下的第三种应力腐蚀裂纹扩展寿命进行加权平均,得到第一裂纹扩展类别下的应力腐蚀裂纹扩展寿命。
在一种实施方式中,基于第一裂纹扩展类别下的第一种应力腐蚀裂纹扩展寿命、第一裂纹扩展类别下的第二种应力腐蚀裂纹扩展寿命、第一裂纹扩展类别下的第三种应力腐蚀裂纹扩展寿命,确定第一裂纹扩展类别下的应力腐蚀裂纹扩展寿命,包括将第一裂纹扩展类别下的第一种应力腐蚀裂纹扩展寿命、第一裂纹扩展类别下的第二种应力腐蚀裂纹扩展寿命、第一裂纹扩展类别下的第三种应力腐蚀裂纹扩展寿命中的最小值,确定为第一裂纹扩展类别下的应力腐蚀裂纹扩展寿命。
比如,第一裂纹扩展类别下的应力腐蚀裂纹扩展寿命NfSCC01的计算过程如下:
NfSCC01=min{NfSCC1,1,NfSCC1,2,NfSCC1,3}
比如,继续以上述实施例中的核电汽轮机A的1号低压内缸为例,核电汽轮机A的1号低压内缸的裂纹扩展类别为第一裂纹扩展类别,核电汽轮机A的1号低压内缸的第一裂纹扩展类别下的应力腐蚀裂纹扩展寿命NfSCC01的计算过程如下:
NfSCC01=min{NfSCC1,1,NfSCC1,2,NfSCC1,3}=min{22.741,19.832,26.477}=19.832年
比如,继续以上述实施例中的核电汽轮机B的2号低压内缸为例,核电汽轮机B的2号低压内缸的裂纹扩展类别为第一裂纹扩展类别,核电汽轮机B的2号低压内缸的第一裂纹扩展类别下的应力腐蚀裂纹扩展寿命NfSCC01的计算过程如下:
NfSCC01=min{NfSCC1,1,NfSCC1,2,NfSCC1,3}=min{22.741,19.832,26.477}=19.832年
比如,继续以上述实施例中的核电汽轮机C的1号低压内缸为例,核电汽轮机C的1号低压内缸的裂纹扩展类别为第一裂纹扩展类别,核电汽轮机C的1号低压内缸的第一裂纹扩展类别下的应力腐蚀裂纹扩展寿命NfSCC01的计算过程如下:
NfSCC01=min{NfSCC1,1,NfSCC1,2,NfSCC1,3}=min{22.741,19.832,26.477}=19.832年
由此,该方法中若监控部件为汽缸,可综合考虑到应力腐蚀裂纹扩展尺寸门槛值、汽缸材料年均应力腐蚀裂纹扩展速率试验值、低周疲劳临界裂纹尺寸,得到第一裂纹扩展类别下的第一至第三种应力腐蚀裂纹扩展寿命,进而确定第一裂纹扩展类别下的应力腐蚀裂纹扩展寿命。
在上述任一实施例的基础上,若监控部件为汽缸,如图5所示,获取第二裂纹扩展类别下的应力腐蚀裂纹扩展寿命,包括:
S501,基于相控阵检测裂纹深度、汽缸材料年均应力腐蚀裂纹扩展速率试验值、核电汽轮机冷态起动瞬态工况的汽缸的低周疲劳临界裂纹尺寸,得到第二裂纹扩展类别下的第一种应力腐蚀裂纹扩展寿命。
在一种实施方式中,第二裂纹扩展类别下的第一种应力腐蚀裂纹扩展寿命NfSCC2,1的计算过程如下:
S502,基于相控阵检测裂纹深度、汽缸材料年均应力腐蚀裂纹扩展速率试验值、核电汽轮机温态起动瞬态工况的汽缸的低周疲劳临界裂纹尺寸,得到第二裂纹扩展类别下的第二种应力腐蚀裂纹扩展寿命。
在一种实施方式中,第二裂纹扩展类别下的第二种应力腐蚀裂纹扩展寿命NfSCC2,2的计算过程如下:
S503,基于相控阵检测裂纹深度、汽缸材料年均应力腐蚀裂纹扩展速率试验值、核电汽轮机热态起动瞬态工况的汽缸的低周疲劳临界裂纹尺寸,得到第二裂纹扩展类别下的第三种应力腐蚀裂纹扩展寿命。
在一种实施方式中,第二裂纹扩展类别下的第三种应力腐蚀裂纹扩展寿命NfSCC2,3的计算过程如下:
S503,基于第二裂纹扩展类别下的第一种应力腐蚀裂纹扩展寿命、第二裂纹扩展类别下的第二种应力腐蚀裂纹扩展寿命、第二裂纹扩展类别下的第三种应力腐蚀裂纹扩展寿命,确定第二裂纹扩展类别下的应力腐蚀裂纹扩展寿命。
在一种实施方式中,基于第二裂纹扩展类别下的第一种应力腐蚀裂纹扩展寿命、第二裂纹扩展类别下的第二种应力腐蚀裂纹扩展寿命、第二裂纹扩展类别下的第三种应力腐蚀裂纹扩展寿命,确定第二裂纹扩展类别下的应力腐蚀裂纹扩展寿命,包括对第二裂纹扩展类别下的第一种应力腐蚀裂纹扩展寿命、第二裂纹扩展类别下的第二种应力腐蚀裂纹扩展寿命、第二裂纹扩展类别下的第三种应力腐蚀裂纹扩展寿命进行加权平均,得到第二裂纹扩展类别下的应力腐蚀裂纹扩展寿命。
在一种实施方式中,基于第二裂纹扩展类别下的第一种应力腐蚀裂纹扩展寿命、第二裂纹扩展类别下的第二种应力腐蚀裂纹扩展寿命、第二裂纹扩展类别下的第三种应力腐蚀裂纹扩展寿命,确定第二裂纹扩展类别下的应力腐蚀裂纹扩展寿命,包括将第二裂纹扩展类别下的第一种应力腐蚀裂纹扩展寿命、第二裂纹扩展类别下的第二种应力腐蚀裂纹扩展寿命、第二裂纹扩展类别下的第三种应力腐蚀裂纹扩展寿命中的最小值,确定为第二裂纹扩展类别下的应力腐蚀裂纹扩展寿命。
比如,第二裂纹扩展类别下的应力腐蚀裂纹扩展寿命NfSCC02的计算过程如下:
NfSCC02=min{NfSCC2,1,NfSCC2,2,NfSCC2,3}
比如,继续以上述实施例中的核电汽轮机D的2号低压内缸为例,核电汽轮机D的2号低压内缸的裂纹扩展类别为第二裂纹扩展类别,核电汽轮机D的2号低压内缸的第二裂纹扩展类别下的应力腐蚀裂纹扩展寿命NfSCC02的计算过程如下:
NfSCC02=min{NfSCC2,1,NfSCC2,2,NfSCC2,3}=min{21.583,18.675,25.319}=18.675年
由此,该方法中若监控部件为汽缸,可综合考虑到相控阵检测裂纹深度、汽缸材料年均应力腐蚀裂纹扩展速率试验值、低周疲劳临界裂纹尺寸,得到第二裂纹扩展类别下的第一至第三种应力腐蚀裂纹扩展寿命,进而确定第二裂纹扩展类别下的应力腐蚀裂纹扩展寿命。
在上述任一实施例的基础上,疲劳裂纹扩展寿命包括低周疲劳裂纹扩展寿命,获取不同裂纹扩展类别下的低周疲劳裂纹扩展寿命,包括基于监控部件的第二参数、监控部件的裂纹形状参数、监控部件的材料低周疲劳裂纹扩展试验常数、核电汽轮机设定工况的监控部件裂纹部位最大应力,得到核电汽轮机设定工况的任一裂纹扩展类别下的至少一个阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命,其中,第二参数为相控阵检测裂纹深度、裂纹扩展尺寸集合中的任意两个参数。该方法中可综合考虑到监控部件的第二参数、监控部件的裂纹形状参数、监控部件的材料低周疲劳裂纹扩展试验常数、核电汽轮机设定工况的监控部件裂纹部位最大应力,确定不同裂纹扩展类别下的低周疲劳裂纹扩展寿命。
下面以监控部件为转子叶根槽为例,针对获取不同裂纹扩展类别下的低周疲劳裂纹扩展寿命进行描述。
在上述任一实施例的基础上,若监控部件为转子叶根槽,如图6所示,获取核电汽轮机正常停机瞬态工况的不同裂纹扩展类别下的低周疲劳裂纹扩展寿命,包括:
S601,获取核电汽轮机正常停机瞬态工况的第一裂纹扩展类别第一阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命。
在一种实施方式中,获取核电汽轮机正常停机瞬态工况的第一裂纹扩展类别第一阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命,包括基于相控阵检测裂纹深度、应力腐蚀裂纹扩展尺寸门槛值、转子叶根槽的裂纹形状参数、转子材料低周疲劳裂纹扩展试验常数、核电汽轮机正常停机瞬态工况的转子叶根槽裂纹部位最大应力,得到核电汽轮机正常停机瞬态工况的第一裂纹扩展类别第一阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命。
在一些例子中,核电汽轮机正常停机瞬态工况的第一裂纹扩展类别第一阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命Nfn1,1的计算过程如下:
其中,C0、m0均转子材料低周疲劳裂纹扩展试验常数。
S602,获取核电汽轮机正常停机瞬态工况的第一裂纹扩展类别第二阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命。
在一种实施方式中,获取核电汽轮机正常停机瞬态工况的第一裂纹扩展类别第二阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命,包括基于应力腐蚀裂纹扩展尺寸门槛值、高周疲劳裂纹扩展尺寸门槛值、转子叶根槽的裂纹形状参数、转子材料低周疲劳裂纹扩展试验常数、核电汽轮机正常停机瞬态工况的转子叶根槽裂纹部位最大应力,得到核电汽轮机正常停机瞬态工况的第一裂纹扩展类别第二阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命。
在一些例子中,核电汽轮机正常停机瞬态工况的第一裂纹扩展类别第二阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命Nfn1,2的计算过程如下:
S603,获取核电汽轮机正常停机瞬态工况的第一裂纹扩展类别第三阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命。
在一种实施方式中,获取核电汽轮机正常停机瞬态工况的第一裂纹扩展类别第三阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命,包括基于高周疲劳裂纹扩展尺寸门槛值、核电汽轮机正常停机瞬态工况的转子叶根槽的低周疲劳临界裂纹尺寸、转子叶根槽的裂纹形状参数、转子材料低周疲劳裂纹扩展试验常数、核电汽轮机正常停机瞬态工况的转子叶根槽裂纹部位最大应力,得到核电汽轮机正常停机瞬态工况的第一裂纹扩展类别第三阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命。
在一些例子中,核电汽轮机正常停机瞬态工况的第一裂纹扩展类别第三阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命Nfn1,3的计算过程如下:
S604,获取核电汽轮机正常停机瞬态工况的第二裂纹扩展类别第一阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命。
在一种实施方式中,获取核电汽轮机正常停机瞬态工况的第二裂纹扩展类别第一阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命,包括基于相控阵检测裂纹深度、高周疲劳裂纹扩展尺寸门槛值、转子叶根槽的裂纹形状参数、转子材料低周疲劳裂纹扩展试验常数、核电汽轮机正常停机瞬态工况的转子叶根槽裂纹部位最大应力,得到核电汽轮机正常停机瞬态工况的第二裂纹扩展类别第一阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命。
在一些例子中,核电汽轮机正常停机瞬态工况的第二裂纹扩展类别第一阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命Nfn2,1的计算过程如下:
S605,获取核电汽轮机正常停机瞬态工况的第二裂纹扩展类别第二阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命。
在一种实施方式中,获取核电汽轮机正常停机瞬态工况的第二裂纹扩展类别第二阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命,包括基于高周疲劳裂纹扩展尺寸门槛值、核电汽轮机正常停机瞬态工况的转子叶根槽的低周疲劳临界裂纹尺寸、转子叶根槽的裂纹形状参数、转子材料低周疲劳裂纹扩展试验常数、核电汽轮机正常停机瞬态工况的转子叶根槽裂纹部位最大应力,得到核电汽轮机正常停机瞬态工况的第二裂纹扩展类别第二阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命。
在一些例子中,核电汽轮机正常停机瞬态工况的第二裂纹扩展类别第二阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命Nfn2,2的计算过程如下:
S606,获取核电汽轮机正常停机瞬态工况的第三裂纹扩展类别第一阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命。
在一种实施方式中,获取核电汽轮机正常停机瞬态工况的第三裂纹扩展类别第一阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命,包括基于相控阵检测裂纹深度、高周疲劳裂纹扩展尺寸门槛值、转子叶根槽的裂纹形状参数、转子材料低周疲劳裂纹扩展试验常数、核电汽轮机正常停机瞬态工况的转子叶根槽裂纹部位最大应力,得到核电汽轮机正常停机瞬态工况的第三裂纹扩展类别第一阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命。
在一些例子中,核电汽轮机正常停机瞬态工况的第三裂纹扩展类别第一阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命Nfn3,1的计算过程如下:
S607,获取核电汽轮机正常停机瞬态工况的第三裂纹扩展类别第二阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命。
在一种实施方式中,获取核电汽轮机正常停机瞬态工况的第三裂纹扩展类别第二阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命,包括基于高周疲劳裂纹扩展尺寸门槛值、应力腐蚀裂纹扩展尺寸门槛值、转子叶根槽的裂纹形状参数、转子材料低周疲劳裂纹扩展试验常数、核电汽轮机正常停机瞬态工况的转子叶根槽裂纹部位最大应力,得到核电汽轮机正常停机瞬态工况的第三裂纹扩展类别第二阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命。
在一些例子中,核电汽轮机正常停机瞬态工况的第三裂纹扩展类别第二阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命Nfn3,2的计算过程如下:
S608,获取核电汽轮机正常停机瞬态工况的第三裂纹扩展类别第三阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命。
在一种实施方式中,获取核电汽轮机正常停机瞬态工况的第三裂纹扩展类别第三阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命,包括基于应力腐蚀裂纹扩展尺寸门槛值、核电汽轮机正常停机瞬态工况的转子叶根槽的低周疲劳临界裂纹尺寸、转子叶根槽的裂纹形状参数、转子材料低周疲劳裂纹扩展试验常数、核电汽轮机正常停机瞬态工况的转子叶根槽裂纹部位最大应力,得到核电汽轮机正常停机瞬态工况的第三裂纹扩展类别第三阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命。
在一些例子中,核电汽轮机正常停机瞬态工况的第三裂纹扩展类别第三阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命Nfn3,3的计算过程如下:
S609,获取核电汽轮机正常停机瞬态工况的第四裂纹扩展类别第一阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命。
在一种实施方式中,获取核电汽轮机正常停机瞬态工况的第四裂纹扩展类别第一阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命,包括基于相控阵检测裂纹深度、应力腐蚀裂纹扩展尺寸门槛值、转子叶根槽的裂纹形状参数、转子材料低周疲劳裂纹扩展试验常数、核电汽轮机正常停机瞬态工况的转子叶根槽裂纹部位最大应力,得到核电汽轮机正常停机瞬态工况的第四裂纹扩展类别第一阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命。
在一些例子中,核电汽轮机正常停机瞬态工况的第四裂纹扩展类别第一阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命Nfn4,1的计算过程如下:
S610,获取核电汽轮机正常停机瞬态工况的第四裂纹扩展类别第二阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命。
在一种实施方式中,获取核电汽轮机正常停机瞬态工况的第四裂纹扩展类别第二阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命,包括基于应力腐蚀裂纹扩展尺寸门槛值、核电汽轮机正常停机瞬态工况的转子叶根槽的低周疲劳临界裂纹尺寸、转子叶根槽的裂纹形状参数、转子材料低周疲劳裂纹扩展试验常数、核电汽轮机正常停机瞬态工况的转子叶根槽裂纹部位最大应力,得到核电汽轮机正常停机瞬态工况的第四裂纹扩展类别第二阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命。
在一些例子中,核电汽轮机正常停机瞬态工况的第四裂纹扩展类别第二阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命Nfn4,2的计算过程如下:
比如,继续以上述实施例中的核电汽轮机A的1号低压转子第5级倒T型叶根槽为例,核电汽轮机A的1号低压转子第5级倒T型叶根槽的裂纹扩展类别为第一裂纹扩展类别,核电汽轮机A的1号低压转子的正常停机低周疲劳应力与材料试验基础数据如表5所示。
表5核电汽轮机的低压转子的正常停机低周疲劳应力与材料试验基础数据
核电汽轮机A正常停机瞬态工况的1号低压转子第5级倒T型叶根槽的第一裂纹扩展类别下的低周疲劳裂纹扩展寿命的计算过程如下:
比如,继续以上述实施例中的核电汽轮机B的2号低压转子第5级倒T型叶根槽为例,核电汽轮机B的2号低压转子第5级倒T型叶根槽的裂纹扩展类别为第一裂纹扩展类别,核电汽轮机B的2号低压转子的正常停机低周疲劳应力与材料试验基础数据如表5所示。
核电汽轮机B正常停机瞬态工况的2号低压转子第5级倒T型叶根槽的第一裂纹扩展类别下的低周疲劳裂纹扩展寿命的计算过程如下:
比如,继续以上述实施例中的核电汽轮机C的3号低压转子第5级倒T型叶根槽为例,核电汽轮机C的3号低压转子第5级倒T型叶根槽的裂纹扩展类别为第二裂纹扩展类别,核电汽轮机C的3号低压转子的正常停机低周疲劳应力与材料试验基础数据如表5所示。
核电汽轮机C正常停机瞬态工况的3号低压转子第5级倒T型叶根槽的第二裂纹扩展类别下的低周疲劳裂纹扩展寿命的计算过程如下:
由此,该方法中若监控部件为转子叶根槽,可综合考虑到转子叶根槽的裂纹形状参数、转子材料低周疲劳裂纹扩展试验常数、核电汽轮机正常停机瞬态工况的转子叶根槽裂纹部位最大应力、转子叶根槽的裂纹扩展尺寸集合,来获取核电汽轮机正常停机瞬态工况的不同裂纹扩展类别下的低周疲劳裂纹扩展寿命。
在上述任一实施例的基础上,若监控部件为转子叶根槽,如图7所示,获取核电汽轮机110%超速试验瞬态工况的不同裂纹扩展类别下的低周疲劳裂纹扩展寿命,包括:
S701,获取核电汽轮机110%超速试验瞬态工况的第一裂纹扩展类别第一阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命。
在一种实施方式中,获取核电汽轮机110%超速试验瞬态工况的第一裂纹扩展类别第一阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命,包括基于相控阵检测裂纹深度、应力腐蚀裂纹扩展尺寸门槛值、转子叶根槽的裂纹形状参数、转子材料低周疲劳裂纹扩展试验常数、核电汽轮机110%超速试验瞬态工况的转子叶根槽裂纹部位最大应力,得到核电汽轮机110%超速试验瞬态工况的第一裂纹扩展类别第一阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命。
在一些例子中,核电汽轮机110%超速试验瞬态工况的第一裂纹扩展类别第一阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命Nf110%1,1的计算过程如下:
S702,获取核电汽轮机110%超速试验瞬态工况的第一裂纹扩展类别第二阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命。
在一种实施方式中,获取核电汽轮机110%超速试验瞬态工况的第一裂纹扩展类别第二阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命,包括基于应力腐蚀裂纹扩展尺寸门槛值、高周疲劳裂纹扩展尺寸门槛值、转子叶根槽的裂纹形状参数、转子材料低周疲劳裂纹扩展试验常数、核电汽轮机110%超速试验瞬态工况的转子叶根槽裂纹部位最大应力,得到核电汽轮机110%超速试验瞬态工况的第一裂纹扩展类别第二阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命。
在一些例子中,核电汽轮机110%超速试验瞬态工况的第一裂纹扩展类别第二阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命Nf110%1,2的计算过程如下:
S703,获取核电汽轮机110%超速试验瞬态工况的第一裂纹扩展类别第三阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命。
在一种实施方式中,获取核电汽轮机110%超速试验瞬态工况的第一裂纹扩展类别第三阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命,包括基于高周疲劳裂纹扩展尺寸门槛值、核电汽轮机110%超速试验瞬态工况的转子叶根槽的低周疲劳临界裂纹尺寸、转子叶根槽的裂纹形状参数、转子材料低周疲劳裂纹扩展试验常数、核电汽轮机110%超速试验瞬态工况的转子叶根槽裂纹部位最大应力,得到核电汽轮机110%超速试验瞬态工况的第一裂纹扩展类别第三阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命。
在一些例子中,核电汽轮机110%超速试验瞬态工况的第一裂纹扩展类别第三阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命Nf110%1,3的计算过程如下:
S704,获取核电汽轮机110%超速试验瞬态工况的第二裂纹扩展类别第一阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命。
在一种实施方式中,获取核电汽轮机110%超速试验瞬态工况的第二裂纹扩展类别第一阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命,包括基于相控阵检测裂纹深度、高周疲劳裂纹扩展尺寸门槛值、转子叶根槽的裂纹形状参数、转子材料低周疲劳裂纹扩展试验常数、核电汽轮机110%超速试验瞬态工况的转子叶根槽裂纹部位最大应力,得到核电汽轮机110%超速试验瞬态工况的第二裂纹扩展类别第一阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命。
在一些例子中,核电汽轮机110%超速试验瞬态工况的第二裂纹扩展类别第一阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命Nf110%2,1的计算过程如下:
S705,获取核电汽轮机110%超速试验瞬态工况的第二裂纹扩展类别第二阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命。
在一种实施方式中,获取核电汽轮机110%超速试验瞬态工况的第二裂纹扩展类别第二阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命,包括基于高周疲劳裂纹扩展尺寸门槛值、核电汽轮机110%超速试验瞬态工况的转子叶根槽的低周疲劳临界裂纹尺寸、转子叶根槽的裂纹形状参数、转子材料低周疲劳裂纹扩展试验常数、核电汽轮机110%超速试验瞬态工况的转子叶根槽裂纹部位最大应力,得到核电汽轮机110%超速试验瞬态工况的第二裂纹扩展类别第二阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命。
在一些例子中,核电汽轮机110%超速试验瞬态工况的第二裂纹扩展类别第二阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命Nf110%2,2的计算过程如下:
S706,获取核电汽轮机110%超速试验瞬态工况的第三裂纹扩展类别第一阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命。
在一种实施方式中,获取核电汽轮机110%超速试验瞬态工况的第三裂纹扩展类别第一阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命,包括基于相控阵检测裂纹深度、高周疲劳裂纹扩展尺寸门槛值、转子叶根槽的裂纹形状参数、转子材料低周疲劳裂纹扩展试验常数、核电汽轮机110%超速试验瞬态工况的转子叶根槽裂纹部位最大应力,得到核电汽轮机110%超速试验瞬态工况的第三裂纹扩展类别第一阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命。
在一些例子中,核电汽轮机110%超速试验瞬态工况的第三裂纹扩展类别第一阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命Nf110%3,1的计算过程如下:
S707,获取核电汽轮机110%超速试验瞬态工况的第三裂纹扩展类别第二阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命。
在一种实施方式中,获取核电汽轮机110%超速试验瞬态工况的第三裂纹扩展类别第二阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命,包括基于高周疲劳裂纹扩展尺寸门槛值、应力腐蚀裂纹扩展尺寸门槛值、转子叶根槽的裂纹形状参数、转子材料低周疲劳裂纹扩展试验常数、核电汽轮机110%超速试验瞬态工况的转子叶根槽裂纹部位最大应力,得到核电汽轮机110%超速试验瞬态工况的第三裂纹扩展类别第二阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命。
在一些例子中,核电汽轮机110%超速试验瞬态工况的第三裂纹扩展类别第二阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命Nf110%3,2的计算过程如下:
S708,获取核电汽轮机110%超速试验瞬态工况的第三裂纹扩展类别第三阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命。
在一种实施方式中,获取核电汽轮机110%超速试验瞬态工况的第三裂纹扩展类别第三阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命,包括基于应力腐蚀裂纹扩展尺寸门槛值、核电汽轮机110%超速试验瞬态工况的转子叶根槽的低周疲劳临界裂纹尺寸、转子叶根槽的裂纹形状参数、转子材料低周疲劳裂纹扩展试验常数、核电汽轮机110%超速试验瞬态工况的转子叶根槽裂纹部位最大应力,得到核电汽轮机110%超速试验瞬态工况的第三裂纹扩展类别第三阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命。
在一些例子中,核电汽轮机110%超速试验瞬态工况的第三裂纹扩展类别第三阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命Nf110%3,3的计算过程如下:
S709,获取核电汽轮机110%超速试验瞬态工况的第四裂纹扩展类别第一阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命。
在一种实施方式中,获取核电汽轮机110%超速试验瞬态工况的第四裂纹扩展类别第一阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命,包括基于相控阵检测裂纹深度、应力腐蚀裂纹扩展尺寸门槛值、转子叶根槽的裂纹形状参数、转子材料低周疲劳裂纹扩展试验常数、核电汽轮机110%超速试验瞬态工况的转子叶根槽裂纹部位最大应力,得到核电汽轮机110%超速试验瞬态工况的第四裂纹扩展类别第一阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命。
在一些例子中,核电汽轮机110%超速试验瞬态工况的第四裂纹扩展类别第一阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命Nf110%4,1的计算过程如下:
S710,获取核电汽轮机110%超速试验瞬态工况的第四裂纹扩展类别第二阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命。
在一种实施方式中,获取核电汽轮机110%超速试验瞬态工况的第四裂纹扩展类别第二阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命,包括基于应力腐蚀裂纹扩展尺寸门槛值、核电汽轮机110%超速试验瞬态工况的转子叶根槽的低周疲劳临界裂纹尺寸、转子叶根槽的裂纹形状参数、转子材料低周疲劳裂纹扩展试验常数、核电汽轮机110%超速试验瞬态工况的转子叶根槽裂纹部位最大应力,得到核电汽轮机110%超速试验瞬态工况的第四裂纹扩展类别第二阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命。
在一些例子中,核电汽轮机110%超速试验瞬态工况的第四裂纹扩展类别第二阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命Nf110%4,2的计算过程如下:
比如,继续以上述实施例中的核电汽轮机A的1号低压转子第5级倒T型叶根槽为例,核电汽轮机A的1号低压转子第5级倒T型叶根槽的裂纹扩展类别为第一裂纹扩展类别,核电汽轮机A的1号低压转子的110%超速试验低周疲劳应力与材料试验基础数据如表6所示。
表6核电汽轮机的低压转子的110%超速试验低周疲劳应力与材料试验基础数据
核电汽轮机A110%超速试验瞬态工况的1号低压转子第5级倒T型叶根槽的第一裂纹扩展类别下的低周疲劳裂纹扩展寿命的计算过程如下:
比如,继续以上述实施例中的核电汽轮机B的2号低压转子第5级倒T型叶根槽为例,核电汽轮机B的2号低压转子第5级倒T型叶根槽的裂纹扩展类别为第一裂纹扩展类别,核电汽轮机B的2号低压转子的110%超速试验低周疲劳应力与材料试验基础数据如表6所示。
核电汽轮机B110%超速试验瞬态工况的2号低压转子第5级倒T型叶根槽的第一裂纹扩展类别下的低周疲劳裂纹扩展寿命的计算过程如下:
比如,继续以上述实施例中的核电汽轮机C的3号低压转子第5级倒T型叶根槽为例,核电汽轮机C的3号低压转子第5级倒T型叶根槽的裂纹扩展类别为第二裂纹扩展类别,核电汽轮机C的3号低压转子的110%超速试验低周疲劳应力与材料试验基础数据如表6所示。
核电汽轮机C110%超速试验瞬态工况的3号低压转子第5级倒T型叶根槽的第二裂纹扩展类别下的低周疲劳裂纹扩展寿命的计算过程如下:
由此,该方法中若监控部件为转子叶根槽,可综合考虑到转子叶根槽的裂纹形状参数、转子材料低周疲劳裂纹扩展试验常数、核电汽轮机110%超速试验瞬态工况的转子叶根槽裂纹部位最大应力、转子叶根槽的裂纹扩展尺寸集合,来获取核电汽轮机110%超速试验瞬态工况的不同裂纹扩展类别下的低周疲劳裂纹扩展寿命。
在上述任一实施例的基础上,若监控部件为转子叶根槽,如图8所示,获取核电汽轮机120%超速运行瞬态工况的不同裂纹扩展类别下的低周疲劳裂纹扩展寿命,包括:
S801,获取核电汽轮机120%超速运行瞬态工况的第一裂纹扩展类别第一阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命。
在一种实施方式中,获取核电汽轮机120%超速运行瞬态工况的第一裂纹扩展类别第一阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命,包括基于相控阵检测裂纹深度、应力腐蚀裂纹扩展尺寸门槛值、转子叶根槽的裂纹形状参数、转子材料低周疲劳裂纹扩展试验常数、核电汽轮机120%超速运行瞬态工况的转子叶根槽裂纹部位最大应力,得到核电汽轮机120%超速运行瞬态工况的第一裂纹扩展类别第一阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命。
在一些例子中,核电汽轮机120%超速运行瞬态工况的第一裂纹扩展类别第一阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命Nf120%1,1的计算过程如下:
S802,获取核电汽轮机120%超速运行瞬态工况的第一裂纹扩展类别第二阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命。
在一种实施方式中,获取核电汽轮机120%超速运行瞬态工况的第一裂纹扩展类别第二阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命,包括基于应力腐蚀裂纹扩展尺寸门槛值、高周疲劳裂纹扩展尺寸门槛值、转子叶根槽的裂纹形状参数、转子材料低周疲劳裂纹扩展试验常数、核电汽轮机120%超速运行瞬态工况的转子叶根槽裂纹部位最大应力,得到核电汽轮机120%超速运行瞬态工况的第一裂纹扩展类别第二阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命。
在一些例子中,核电汽轮机120%超速运行瞬态工况的第一裂纹扩展类别第二阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命Nf120%1,2的计算过程如下:
S803,获取核电汽轮机120%超速运行瞬态工况的第一裂纹扩展类别第三阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命。
在一种实施方式中,获取核电汽轮机120%超速运行瞬态工况的第一裂纹扩展类别第三阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命,包括基于高周疲劳裂纹扩展尺寸门槛值、核电汽轮机120%超速运行瞬态工况的转子叶根槽的低周疲劳临界裂纹尺寸、转子叶根槽的裂纹形状参数、转子材料低周疲劳裂纹扩展试验常数、核电汽轮机120%超速运行瞬态工况的转子叶根槽裂纹部位最大应力,得到核电汽轮机120%超速运行瞬态工况的第一裂纹扩展类别第三阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命。
在一些例子中,核电汽轮机120%超速运行瞬态工况的第一裂纹扩展类别第三阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命Nf120%1,3的计算过程如下:
S804,获取核电汽轮机120%超速运行瞬态工况的第二裂纹扩展类别第一阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命。
在一种实施方式中,获取核电汽轮机120%超速运行瞬态工况的第二裂纹扩展类别第一阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命,包括基于相控阵检测裂纹深度、高周疲劳裂纹扩展尺寸门槛值、转子叶根槽的裂纹形状参数、转子材料低周疲劳裂纹扩展试验常数、核电汽轮机120%超速运行瞬态工况的转子叶根槽裂纹部位最大应力,得到核电汽轮机120%超速运行瞬态工况的第二裂纹扩展类别第一阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命。
在一些例子中,核电汽轮机120%超速运行瞬态工况的第二裂纹扩展类别第一阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命Nf120%2,1的计算过程如下:
S805,获取核电汽轮机120%超速运行瞬态工况的第二裂纹扩展类别第二阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命。
在一种实施方式中,获取核电汽轮机120%超速运行瞬态工况的第二裂纹扩展类别第二阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命,包括基于高周疲劳裂纹扩展尺寸门槛值、核电汽轮机120%超速运行瞬态工况的转子叶根槽的低周疲劳临界裂纹尺寸、转子叶根槽的裂纹形状参数、转子材料低周疲劳裂纹扩展试验常数、核电汽轮机120%超速运行瞬态工况的转子叶根槽裂纹部位最大应力,得到核电汽轮机120%超速运行瞬态工况的第二裂纹扩展类别第二阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命。
在一些例子中,核电汽轮机120%超速运行瞬态工况的第二裂纹扩展类别第二阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命Nf120%2,2的计算过程如下:
S806,获取核电汽轮机120%超速运行瞬态工况的第三裂纹扩展类别第一阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命。
在一种实施方式中,获取核电汽轮机120%超速运行瞬态工况的第三裂纹扩展类别第一阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命,包括基于相控阵检测裂纹深度、高周疲劳裂纹扩展尺寸门槛值、转子叶根槽的裂纹形状参数、转子材料低周疲劳裂纹扩展试验常数、核电汽轮机120%超速运行瞬态工况的转子叶根槽裂纹部位最大应力,得到核电汽轮机120%超速运行瞬态工况的第三裂纹扩展类别第一阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命。
在一些例子中,核电汽轮机120%超速运行瞬态工况的第三裂纹扩展类别第一阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命Nf120%3,1的计算过程如下:
S807,获取核电汽轮机120%超速运行瞬态工况的第三裂纹扩展类别第二阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命。
在一种实施方式中,获取核电汽轮机120%超速运行瞬态工况的第三裂纹扩展类别第二阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命,包括基于高周疲劳裂纹扩展尺寸门槛值、应力腐蚀裂纹扩展尺寸门槛值、转子叶根槽的裂纹形状参数、转子材料低周疲劳裂纹扩展试验常数、核电汽轮机120%超速运行瞬态工况的转子叶根槽裂纹部位最大应力,得到核电汽轮机120%超速运行瞬态工况的第三裂纹扩展类别第二阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命。
在一些例子中,核电汽轮机120%超速运行瞬态工况的第三裂纹扩展类别第二阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命Nf120%3,2的计算过程如下:
S808,获取核电汽轮机120%超速运行瞬态工况的第三裂纹扩展类别第三阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命。
在一种实施方式中,获取核电汽轮机120%超速运行瞬态工况的第三裂纹扩展类别第三阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命,包括基于应力腐蚀裂纹扩展尺寸门槛值、核电汽轮机120%超速运行瞬态工况的转子叶根槽的低周疲劳临界裂纹尺寸、转子叶根槽的裂纹形状参数、转子材料低周疲劳裂纹扩展试验常数、核电汽轮机120%超速运行瞬态工况的转子叶根槽裂纹部位最大应力,得到核电汽轮机120%超速运行瞬态工况的第三裂纹扩展类别第三阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命。
在一些例子中,核电汽轮机120%超速运行瞬态工况的第三裂纹扩展类别第三阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命Nf120%3,3的计算过程如下:
S809,获取核电汽轮机120%超速运行瞬态工况的第四裂纹扩展类别第一阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命。
在一种实施方式中,获取核电汽轮机120%超速运行瞬态工况的第四裂纹扩展类别第一阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命,包括基于相控阵检测裂纹深度、应力腐蚀裂纹扩展尺寸门槛值、转子叶根槽的裂纹形状参数、转子材料低周疲劳裂纹扩展试验常数、核电汽轮机120%超速运行瞬态工况的转子叶根槽裂纹部位最大应力,得到核电汽轮机120%超速运行瞬态工况的第四裂纹扩展类别第一阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命。
在一些例子中,核电汽轮机120%超速运行瞬态工况的第四裂纹扩展类别第一阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命Nf120%4,1的计算过程如下:
S810,获取核电汽轮机120%超速运行瞬态工况的第四裂纹扩展类别第二阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命。
在一种实施方式中,获取核电汽轮机120%超速运行瞬态工况的第四裂纹扩展类别第二阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命,包括基于应力腐蚀裂纹扩展尺寸门槛值、核电汽轮机120%超速运行瞬态工况的转子叶根槽的低周疲劳临界裂纹尺寸、转子叶根槽的裂纹形状参数、转子材料低周疲劳裂纹扩展试验常数、核电汽轮机120%超速运行瞬态工况的转子叶根槽裂纹部位最大应力,得到核电汽轮机120%超速运行瞬态工况的第四裂纹扩展类别第二阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命。
在一些例子中,核电汽轮机120%超速运行瞬态工况的第四裂纹扩展类别第二阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命Nf120%4,2的计算过程如下:
比如,继续以上述实施例中的核电汽轮机A的1号低压转子第5级倒T型叶根槽为例,核电汽轮机A的1号低压转子第5级倒T型叶根槽的裂纹扩展类别为第一裂纹扩展类别,核电汽轮机A的1号低压转子的120%超速运行低周疲劳应力与材料试验基础数据如表7所示。
表7核电汽轮机的低压转子的120%超速运行低周疲劳应力与材料试验基础数据
核电汽轮机A120%超速运行瞬态工况的1号低压转子第5级倒T型叶根槽的第一裂纹扩展类别下的低周疲劳裂纹扩展寿命的计算过程如下:
比如,继续以上述实施例中的核电汽轮机B的2号低压转子第5级倒T型叶根槽为例,核电汽轮机B的2号低压转子第5级倒T型叶根槽的裂纹扩展类别为第一裂纹扩展类别,核电汽轮机B的2号低压转子的120%超速运行低周疲劳应力与材料试验基础数据如表7所示。
核电汽轮机B120%超速运行瞬态工况的2号低压转子第5级倒T型叶根槽的第一裂纹扩展类别下的低周疲劳裂纹扩展寿命的计算过程如下:
比如,继续以上述实施例中的核电汽轮机C的3号低压转子第5级倒T型叶根槽为例,核电汽轮机C的3号低压转子第5级倒T型叶根槽的裂纹扩展类别为第二裂纹扩展类别,核电汽轮机C的3号低压转子的120%超速运行低周疲劳应力与材料试验基础数据如表7所示。
核电汽轮机C120%超速运行瞬态工况的3号低压转子第5级倒T型叶根槽的第二裂纹扩展类别下的低周疲劳裂纹扩展寿命的计算过程如下:
由此,该方法中若监控部件为转子叶根槽,可综合考虑到转子叶根槽的裂纹形状参数、转子材料低周疲劳裂纹扩展试验常数、核电汽轮机120%超速运行瞬态工况的转子叶根槽裂纹部位最大应力、转子叶根槽的裂纹扩展尺寸集合,来获取核电汽轮机120%超速运行瞬态工况的不同裂纹扩展类别下的低周疲劳裂纹扩展寿命。
下面以监控部件为汽缸为例,针对获取不同裂纹扩展类别下的低周疲劳裂纹扩展寿命进行描述。
在上述任一实施例的基础上,若监控部件为汽缸,如图9所示,获取不同裂纹扩展类别下的低周疲劳裂纹扩展寿命,包括:
S901,获取核电汽轮机冷态起动瞬态工况的第一裂纹扩展类别第一阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命。
在一种实施方式中,获取核电汽轮机冷态起动瞬态工况的第一裂纹扩展类别第一阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命,包括基于相控阵检测裂纹深度、应力腐蚀裂纹扩展尺寸门槛值、汽缸的裂纹形状参数、汽缸材料低周疲劳裂纹扩展试验常数、核电汽轮机冷态起动瞬态工况的汽缸裂纹部位最大应力,得到核电汽轮机冷态起动瞬态工况的第一裂纹扩展类别第一阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命。
在一些例子中,核电汽轮机冷态起动瞬态工况的第一裂纹扩展类别第一阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命Nfc1,1的计算过程如下:
其中,C0、m0均汽缸材料低周疲劳裂纹扩展试验常数。
S902,获取核电汽轮机冷态起动瞬态工况的第一裂纹扩展类别第二阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命。
在一种实施方式中,获取核电汽轮机冷态起动瞬态工况的第一裂纹扩展类别第二阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命,包括基于应力腐蚀裂纹扩展尺寸门槛值、核电汽轮机冷态起动瞬态工况的汽缸的低周疲劳临界裂纹尺寸、汽缸的裂纹形状参数、汽缸材料低周疲劳裂纹扩展试验常数、核电汽轮机冷态起动瞬态工况的汽缸裂纹部位最大应力,得到核电汽轮机冷态起动瞬态工况的第一裂纹扩展类别第二阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命。
在一些例子中,核电汽轮机冷态起动瞬态工况的第一裂纹扩展类别第二阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命Nfc1,2的计算过程如下:
S903,获取核电汽轮机冷态起动瞬态工况的第二裂纹扩展类别第一阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命。
在一种实施方式中,获取核电汽轮机冷态起动瞬态工况的第二裂纹扩展类别第一阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命,包括基于相控阵检测裂纹深度、核电汽轮机冷态起动瞬态工况的汽缸的低周疲劳临界裂纹尺寸、汽缸的裂纹形状参数、汽缸材料低周疲劳裂纹扩展试验常数、核电汽轮机冷态起动瞬态工况的汽缸裂纹部位最大应力,得到核电汽轮机冷态起动瞬态工况的第二裂纹扩展类别第一阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命。
在一些例子中,核电汽轮机冷态起动瞬态工况的第二裂纹扩展类别第一阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命Nfc2,1的计算过程如下:
S904,获取核电汽轮机温态起动瞬态工况的第一裂纹扩展类别第一阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命。
在一种实施方式中,获取核电汽轮机温态起动瞬态工况的第一裂纹扩展类别第一阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命,包括基于相控阵检测裂纹深度、应力腐蚀裂纹扩展尺寸门槛值、汽缸的裂纹形状参数、汽缸材料低周疲劳裂纹扩展试验常数、核电汽轮机温态起动瞬态工况的汽缸裂纹部位最大应力,得到核电汽轮机温态起动瞬态工况的第一裂纹扩展类别第一阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命。
在一些例子中,核电汽轮机温态起动瞬态工况的第一裂纹扩展类别第一阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命Nfw1,1的计算过程如下:
S905,获取核电汽轮机温态起动瞬态工况的第一裂纹扩展类别第二阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命。
在一种实施方式中,获取核电汽轮机温态起动瞬态工况的第一裂纹扩展类别第二阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命,包括基于应力腐蚀裂纹扩展尺寸门槛值、核电汽轮机温态起动瞬态工况的汽缸的低周疲劳临界裂纹尺寸、汽缸的裂纹形状参数、汽缸材料低周疲劳裂纹扩展试验常数、核电汽轮机温态起动瞬态工况的汽缸裂纹部位最大应力,得到核电汽轮机温态起动瞬态工况的第一裂纹扩展类别第二阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命。
在一些例子中,核电汽轮机温态起动瞬态工况的第一裂纹扩展类别第二阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命Nfw1,2的计算过程如下:
S906,获取核电汽轮机温态起动瞬态工况的第二裂纹扩展类别第一阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命。
在一种实施方式中,获取核电汽轮机温态起动瞬态工况的第二裂纹扩展类别第一阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命,包括基于相控阵检测裂纹深度、核电汽轮机温态起动瞬态工况的汽缸的低周疲劳临界裂纹尺寸、汽缸的裂纹形状参数、汽缸材料低周疲劳裂纹扩展试验常数、核电汽轮机温态起动瞬态工况的汽缸裂纹部位最大应力,得到核电汽轮机温态起动瞬态工况的第二裂纹扩展类别第一阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命。
在一些例子中,核电汽轮机温态起动瞬态工况的第二裂纹扩展类别第一阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命Nfw2,1的计算过程如下:
S907,获取核电汽轮机热态起动瞬态工况的第一裂纹扩展类别第一阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命。
在一种实施方式中,获取核电汽轮机热态起动瞬态工况的第一裂纹扩展类别第一阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命,包括基于相控阵检测裂纹深度、应力腐蚀裂纹扩展尺寸门槛值、汽缸的裂纹形状参数、汽缸材料低周疲劳裂纹扩展试验常数、核电汽轮机热态起动瞬态工况的汽缸裂纹部位最大应力,得到核电汽轮机热态起动瞬态工况的第一裂纹扩展类别第一阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命。
在一些例子中,核电汽轮机热态起动瞬态工况的第一裂纹扩展类别第一阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命Nfh1,1的计算过程如下:
S908,获取核电汽轮机热态起动瞬态工况的第一裂纹扩展类别第二阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命。
在一种实施方式中,获取核电汽轮机热态起动瞬态工况的第一裂纹扩展类别第二阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命,包括基于应力腐蚀裂纹扩展尺寸门槛值、核电汽轮机热态起动瞬态工况的汽缸的低周疲劳临界裂纹尺寸、汽缸的裂纹形状参数、汽缸材料低周疲劳裂纹扩展试验常数、核电汽轮机热态起动瞬态工况的汽缸裂纹部位最大应力,得到核电汽轮机热态起动瞬态工况的第一裂纹扩展类别第二阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命。
在一些例子中,核电汽轮机热态起动瞬态工况的第一裂纹扩展类别第二阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命Nfh1,2的计算过程如下:
S909,获取核电汽轮机热态起动瞬态工况的第二裂纹扩展类别第一阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命。
在一种实施方式中,获取核电汽轮机热态起动瞬态工况的第二裂纹扩展类别第一阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命,包括基于相控阵检测裂纹深度、核电汽轮机热态起动瞬态工况的汽缸的低周疲劳临界裂纹尺寸、汽缸的裂纹形状参数、汽缸材料低周疲劳裂纹扩展试验常数、核电汽轮机热态起动瞬态工况的汽缸裂纹部位最大应力,得到核电汽轮机热态起动瞬态工况的第二裂纹扩展类别第一阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命。
在一些例子中,核电汽轮机热态起动瞬态工况的第二裂纹扩展类别第一阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命Nfh2,1的计算过程如下:
比如,继续以上述实施例中的核电汽轮机A的1号低压内缸为例,核电汽轮机A的1号低压内缸的裂纹扩展类别为第一裂纹扩展类别,核电汽轮机A的1号低压内缸的冷态起动瞬态过程的汽缸裂纹位置寿命计算基础数据、温态起动瞬态过程的汽缸裂纹位置寿命计算基础数据、热态起动瞬态过程的汽缸裂纹位置寿命计算基础数据分别如表8、9、10所示。
表8冷态起动瞬态过程的汽缸裂纹位置寿命计算基础数据
序号 | 项目 | 数据值 |
1 | 冷态起动瞬态工况的汽缸裂纹部位最大应力σmaxc/MPa | 252.970 |
2 | 汽缸材料低周疲劳裂纹扩展试验常数m0 | 3.15 |
3 | 汽缸材料低周疲劳裂纹扩展试验常数C0 | 4.2×10-12 |
4 | 裂纹形状参数Q | 0.88 |
表9温态起动瞬态过程的汽缸裂纹位置寿命计算基础数据
序号 | 项目 | 数据值 |
1 | 温态起动瞬态工况的汽缸裂纹部位最大应力σmaxw/MPa | 267.093 |
2 | 汽缸材料低周疲劳裂纹扩展试验常数m0 | 3.15 |
3 | 汽缸材料低周疲劳裂纹扩展试验常数C0 | 4.2×10-12 |
表10热态起动瞬态过程的汽缸裂纹位置寿命计算基础数据
序号 | 项目 | 数据值 |
1 | 温态起动瞬态工况的汽缸裂纹部位最大应力σmaxh/MPa | 237.736 |
2 | 汽缸材料低周疲劳裂纹扩展试验常数m0 | 3.15 |
3 | 汽缸材料低周疲劳裂纹扩展试验常数C0 | 4.2×10-12 |
核电汽轮机A的1号低压内缸的第一裂纹扩展类别下的低周疲劳裂纹扩展寿命的计算过程如下:
比如,继续以上述实施例中的核电汽轮机B的2号低压内缸为例,核电汽轮机B的2号低压内缸的裂纹扩展类别为第一裂纹扩展类别,核电汽轮机B的2号低压内缸的冷态起动瞬态过程的汽缸裂纹位置寿命计算基础数据、温态起动瞬态过程的汽缸裂纹位置寿命计算基础数据、热态起动瞬态过程的汽缸裂纹位置寿命计算基础数据分别如表8、9、10所示。
核电汽轮机B的2号低压内缸的第一裂纹扩展类别下的低周疲劳裂纹扩展寿命的计算过程如下:
比如,继续以上述实施例中的核电汽轮机C的1号低压内缸为例,核电汽轮机C的1号低压内缸的裂纹扩展类别为第一裂纹扩展类别,核电汽轮机C的1号低压内缸的冷态起动瞬态过程的汽缸裂纹位置寿命计算基础数据、温态起动瞬态过程的汽缸裂纹位置寿命计算基础数据、热态起动瞬态过程的汽缸裂纹位置寿命计算基础数据分别如表8、9、10所示。
核电汽轮机C的1号低压内缸的第一裂纹扩展类别下的低周疲劳裂纹扩展寿命的计算过程如下:
比如,继续以上述实施例中的核电汽轮机D的2号低压内缸为例,核电汽轮机D的2号低压内缸的裂纹扩展类别为第二裂纹扩展类别,核电汽轮机D的2号低压内缸的冷态起动瞬态过程的汽缸裂纹位置寿命计算基础数据、温态起动瞬态过程的汽缸裂纹位置寿命计算基础数据、热态起动瞬态过程的汽缸裂纹位置寿命计算基础数据分别如表8、9、10所示。
核电汽轮机D的2号低压内缸的第二裂纹扩展类别下的低周疲劳裂纹扩展寿命的计算过程如下:
由此,该方法中若监控部件为汽缸,可综合考虑到汽缸的裂纹形状参数、汽缸材料低周疲劳裂纹扩展试验常数、汽缸裂纹部位最大应力、汽缸的裂纹扩展尺寸集合,来获取不同裂纹扩展类别下的低周疲劳裂纹扩展寿命。
在上述任一实施例的基础上,疲劳裂纹扩展寿命包括高周疲劳裂纹扩展寿命,获取不同裂纹扩展类别下的高周疲劳裂纹扩展寿命,包括基于监控部件的第三参数、高周疲劳临界裂纹尺寸、监控部件的裂纹形状参数、监控部件的材料高周疲劳裂纹扩展试验常数、核电汽轮机带负荷运行稳态工况的监控部件裂纹部位高周疲劳应力范围,确定不同裂纹扩展类别下的监控部件的高疲劳裂纹扩展寿命,其中,第三参数为相控阵检测裂纹深度或者高周疲劳裂纹扩展尺寸门槛值。由此,该方法中可综合考虑到监控部件的第三参数、高周疲劳临界裂纹尺寸、监控部件的裂纹形状参数、监控部件的材料高周疲劳裂纹扩展试验常数、核电汽轮机带负荷运行稳态工况的监控部件裂纹部位高周疲劳应力范围,确定不同裂纹扩展类别下的高周疲劳裂纹扩展寿命。
下面以监控部件为转子叶根槽为例,针对获取不同裂纹扩展类别下的高周疲劳裂纹扩展寿命进行描述。
在上述任一实施例的基础上,若监控部件为转子叶根槽,如图10所示,获取不同裂纹扩展类别下的高周疲劳裂纹扩展寿命,包括:
S1001,基于高周疲劳裂纹扩展尺寸门槛值、高周疲劳临界裂纹尺寸、转子叶根槽的裂纹形状参数、转子材料高周疲劳裂纹扩展试验常数、核电汽轮机带负荷运行稳态工况的转子叶根槽高周疲劳应力范围,得到第一裂纹扩展类别、第二裂纹扩展类别和第三裂纹扩展类别中的任一种裂纹扩展类别下的高周疲劳裂纹扩展寿命。
S1002,基于相控阵检测裂纹深度、高周疲劳临界裂纹尺寸、转子叶根槽的裂纹形状参数、转子材料高周疲劳裂纹扩展试验常数、核电汽轮机带负荷运行稳态工况的转子叶根槽高周疲劳应力范围,得到第四裂纹扩展类别下的高周疲劳裂纹扩展寿命。
在一种实施方式中,第一裂纹扩展类别、第二裂纹扩展类别和第三裂纹扩展类别中的任一种裂纹扩展类别下的高周疲劳裂纹扩展寿命的计算过程如下:
其中,C0H、m0H均为转子材料高周疲劳裂纹扩展试验常数。
其中,NfH1为第一裂纹扩展类别下的高周疲劳裂纹扩展寿命,NfH2为第二裂纹扩展类别下的高周疲劳裂纹扩展寿命,NfH3为第三裂纹扩展类别下的高周疲劳裂纹扩展寿命。
在一种实施方式中,第四裂纹扩展类别下的高周疲劳裂纹扩展寿命NfH4的计算过程如下:
比如,继续以上述实施例中的核电汽轮机A的1号低压转子第5级倒T型叶根槽为例,核电汽轮机A的1号低压转子第5级倒T型叶根槽的裂纹扩展类别为第一裂纹扩展类别,核电汽轮机A的1号低压转子的高周疲劳应力与材料试验基础数据如表11所示。
表11核电汽轮机的低压转子高周疲劳应力与材料试验基础数据
序号 | 项目 | 数据值 |
1 | 转子叶根槽裂纹部位高周疲劳应力范围ΔσH/MPa | 3.078 |
2 | 转子材料高周疲劳裂纹扩展试验常数m0H | 2.889 |
3 | 转子材料高周疲劳裂纹扩展试验常数C0H | 6.859×10—12 |
4 | 裂纹形状参数Q | 0.99976 |
核电汽轮机A的1号低压转子第5级倒T型叶根槽的第一裂纹扩展类别下的高周疲劳裂纹扩展寿命NfH1的计算过程如下:
比如,继续以上述实施例中的核电汽轮机B的2号低压转子第5级倒T型叶根槽为例,核电汽轮机B的2号低压转子第5级倒T型叶根槽的裂纹扩展类别为第一裂纹扩展类别,核电汽轮机B的2号低压转子的高周疲劳应力与材料试验基础数据如表11所示。
核电汽轮机B的2号低压转子第5级倒T型叶根槽的第一裂纹扩展类别下的高周疲劳裂纹扩展寿命NfH1的计算过程如下:
比如,继续以上述实施例中的核电汽轮机C的3号低压转子第5级倒T型叶根槽为例,核电汽轮机C的3号低压转子第5级倒T型叶根槽的裂纹扩展类别为第二裂纹扩展类别,核电汽轮机C的3号低压转子的高周疲劳应力与材料试验基础数据如表11所示。
核电汽轮机C的3号低压转子第5级倒T型叶根槽的第二裂纹扩展类别下的高周疲劳裂纹扩展寿命NfH2的计算过程如下:
由此,该方法中若监控部件为转子叶根槽,可综合考虑到高周疲劳裂纹扩展尺寸门槛值、高周疲劳临界裂纹尺寸、转子叶根槽的裂纹形状参数、转子材料高周疲劳裂纹扩展试验常数、核电汽轮机带负荷运行稳态工况的转子叶根槽高周疲劳应力范围,得到第一裂纹扩展类别、第二裂纹扩展类别和第三裂纹扩展类别中的任一种裂纹扩展类别下的高周疲劳裂纹扩展寿命,并可综合考虑到相控阵检测裂纹深度、高周疲劳临界裂纹尺寸、转子叶根槽的裂纹形状参数、转子材料高周疲劳裂纹扩展试验常数、核电汽轮机带负荷运行稳态工况的转子叶根槽高周疲劳应力范围,得到第四裂纹扩展类别下的高周疲劳裂纹扩展寿命。
图11为根据本公开另一个实施例的核电汽轮机的应力腐蚀与疲劳安全性监控方法的流程示意图。
S1101,获取核电汽轮机的监控部件的相控阵检测裂纹深度,并基于相控阵检测裂纹深度,获取监控部件的裂纹扩展类别。
S1102,获取不同裂纹扩展类别下的监控部件所需的安全性监控数据,其中,安全性监控数据包括应力腐蚀裂纹扩展寿命和疲劳裂纹扩展寿命,疲劳裂纹扩展寿命包括低周疲劳裂纹扩展寿命和高周疲劳裂纹扩展寿命中的至少一个。
步骤S1101-S1102的相关内容,可参见上述实施例,这里不再赘述。
S1103,基于监控部件的裂纹扩展类别下的安全性监控数据,得到监控部件的裂纹扩展日历寿命。
在一种实施方式中,基于监控部件的裂纹扩展类别下的安全性监控数据,得到监控部件的裂纹扩展日历寿命,包括若监控部件为转子叶根槽,基于转子叶根槽的裂纹扩展类别下的应力腐蚀裂纹扩展寿命、低周疲劳裂纹扩展寿命和高周疲劳裂纹扩展寿命,得到转子叶根槽的裂纹扩展日历寿命。
在一种实施方式中,基于监控部件的裂纹扩展类别下的安全性监控数据,得到监控部件的裂纹扩展日历寿命,包括若监控部件为汽缸,基于汽缸的裂纹扩展类别下的应力腐蚀裂纹扩展寿命和低周疲劳裂纹扩展寿命,得到汽缸的裂纹扩展日历寿命。
在一种实施方式中,基于监控部件的裂纹扩展类别下的安全性监控数据,得到监控部件的裂纹扩展日历寿命,包括将监控部件的裂纹扩展类别下的安全性监控数据输入设定模型中,由设定模型输出裂纹扩展日历寿命。应说明的是,对设定模型不做过多限定,比如,可包括深度学习模型。
在一种实施方式中,基于监控部件的裂纹扩展类别下的安全性监控数据,得到监控部件的裂纹扩展日历寿命,包括基于监控部件的裂纹扩展类别下的安全性监控数据,得到监控部件的多阶段的日历寿命,基于监控部件的多阶段的日历寿命,得到裂纹扩展日历寿命。应说明的是,阶段指的是监控部件的裂纹扩展阶段,阶段的数量为多个,监控部件的不同的相控阵检测裂纹深度和不同的裂纹扩展尺寸集合可对应不同的类别和不同的阶段。
在一些例子中,基于监控部件的多阶段的日历寿命,得到裂纹扩展日历寿命,包括将监控部件的多阶段的日历寿命的和值,确定为裂纹扩展日历寿命。
S1104,基于裂纹扩展日历寿命,对监控部件进行裂纹扩展寿命安全性监控。
在一种实施方式中,基于裂纹扩展日历寿命,对监控部件进行裂纹扩展寿命安全性监控,包括获取监控部件的监控判据值,若裂纹扩展日历寿命大于或者等于监控判据值,确定监控部件未出现安全异常,若裂纹扩展日历寿命小于监控判据值,确定监控部件出现安全异常。
在一些例子中,可预先建立监控部件的型号、监控判据值之间的映射关系,获取监控部件的监控判据值,包括基于监控部件的型号,在上述映射关系中查询到监控判据值,并将查询到的监控判据值确定为监控部件的监控判据值。
在一种实施方式中,基于裂纹扩展日历寿命,对监控部件进行裂纹扩展寿命安全性监控,包括确定核电汽轮机当前所处的目标阶段,基于裂纹扩展日历寿命,获取目标阶段对应的目标监控参数,基于目标监控参数,对监控部件进行裂纹扩展寿命安全性监控。由此,该方法中可考虑到核电汽轮机当前所处的目标阶段,来确定目标监控参数,可实现监控部件的分阶段监控。
在一些例子中,目标阶段为制造阶段或者使用阶段。
在一些例子中,基于裂纹扩展日历寿命,获取目标阶段对应的目标监控参数,包括获取目标阶段的监控策略,按照目标阶段的监控策略对裂纹扩展日历寿命进行处理,得到目标监控参数。
在一些例子中,基于目标监控参数,对监控部件进行裂纹扩展寿命安全性监控,包括判断目标监控参数是否满足监控合格条件,以对监控部件进行裂纹扩展寿命安全性监控。
综上,根据本公开实施例的核电汽轮机的应力腐蚀与疲劳安全性监控方法,基于监控部件的裂纹扩展类别下的安全性监控数据,得到监控部件的裂纹扩展日历寿命,基于裂纹扩展日历寿命,对监控部件进行裂纹扩展寿命安全性监控。由此,可综合考虑到应力腐蚀和疲劳对监控部件的寿命的影响,以对监控部件进行裂纹扩展寿命安全性监控,以保证核电汽轮机的长寿命安全运行。
下面以监控部件为转子叶根槽为例,针对获取转子叶根槽的裂纹扩展日历寿命进行描述。
如图12所示,若监控部件为转子叶根槽,获取转子叶根槽的裂纹扩展日历寿命,包括:
S1201,基于第一裂纹扩展类别下的应力腐蚀裂纹扩展寿命、多个阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命和高周疲劳裂纹扩展寿命,得到第一裂纹扩展类别下的裂纹扩展日历寿命。
在一种实施方式中,基于第一裂纹扩展类别下的应力腐蚀裂纹扩展寿命、多个阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命和高周疲劳裂纹扩展寿命,得到第一裂纹扩展类别下的裂纹扩展日历寿命,包括基于第一裂纹扩展类别下的应力腐蚀裂纹扩展寿命、多个阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命和高周疲劳裂纹扩展寿命,得到第一裂纹扩展类别每个阶段的日历寿命,基于第一裂纹扩展类别每个阶段的日历寿命,得到第一裂纹扩展类别下的裂纹扩展日历寿命。
在一些例子中,还包括基于核电汽轮机正常停机瞬态工况的第一裂纹扩展类别第一阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命、核电汽轮机110%超速试验瞬态工况的第一裂纹扩展类别第一阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命、核电汽轮机120%超速试验瞬态工况的第一裂纹扩展类别第一阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命、核电汽轮机的年均正常停机次数、年均110%超速试验次数和年均120%超速运行次数,得到第一裂纹扩展类别第一阶段的日历寿命。
在一些例子中,还包括基于第一裂纹扩展类别下的应力腐蚀裂纹扩展寿命、核电汽轮机正常停机瞬态工况的第一裂纹扩展类别第二阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命、核电汽轮机110%超速试验瞬态工况的第一裂纹扩展类别第二阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命、核电汽轮机120%超速试验瞬态工况的第一裂纹扩展类别第二阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命、核电汽轮机的年均正常停机次数、年均110%超速试验次数和年均120%超速运行次数,得到第一裂纹扩展类别第二阶段的日历寿命。
在一些例子中,还包括基于第一裂纹扩展类别下的应力腐蚀裂纹扩展寿命、第一裂纹扩展类别下的高周疲劳裂纹扩展寿命、核电汽轮机正常停机瞬态工况的第一裂纹扩展类别第三阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命、核电汽轮机110%超速试验瞬态工况的第一裂纹扩展类别第三阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命、核电汽轮机120%超速试验瞬态工况的第一裂纹扩展类别第三阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命、核电汽轮机的年均正常停机次数、年均110%超速试验次数、年均120%超速运行次数和转子叶根槽的年均高周疲劳次数,得到第一裂纹扩展类别第三阶段的日历寿命。
基于第一裂纹扩展类别第一阶段的日历寿命、第一裂纹扩展类别第二阶段的日历寿命、第一裂纹扩展类别第三阶段的日历寿命,得到第一裂纹扩展类别下的裂纹扩展日历寿命。
在一些例子中,第一裂纹扩展类别下的裂纹扩展日历寿命τCL1的计算过程如下:
τCL1=τCL1,1+τCL1,2+τCL1,3
其中,τCL1,1为第一裂纹扩展类别第一阶段的日历寿命,τCL1,2为第一裂纹扩展类别第二阶段的日历寿命,τCL1,3为第一裂纹扩展类别第三阶段的日历寿命,yn为核电汽轮机的年均正常停机次数,y110%为核电汽轮机的年均110%超速试验次数,y120%为核电汽轮机的年均120%超速运行次数,yH为转子叶根槽的年均高周疲劳次数。
在一些例子中,可基于核电汽轮机年均运行小时数ty和核电汽轮机工作转速n0,得到转子叶根槽年均高周疲劳次数yH。比如,可通过下述公式来实现:
比如,继续以上述实施例中的核电汽轮机A的1号低压转子第5级倒T型叶根槽为例,核电汽轮机A的1号低压转子第5级倒T型叶根槽的裂纹扩展类别为第一裂纹扩展类别,核电汽轮机A的1号低压转子第5级倒T型叶根槽的日历设计监控基础数据如表12所示。
表12核电汽轮机转子叶根槽日历设计监控基础数据
核电汽轮机A的1号低压转子第5级倒T型叶根槽的年均高周疲劳次数的计算过程如下:
核电汽轮机A的1号低压转子第5级倒T型叶根槽的第一裂纹扩展类别下的裂纹扩展日历寿命τCL1的计算过程如下:
比如,继续以上述实施例中的核电汽轮机B的2号低压转子第5级倒T型叶根槽为例,核电汽轮机B的2号低压转子第5级倒T型叶根槽的裂纹扩展类别为第一裂纹扩展类别,核电汽轮机B的2号低压转子第5级倒T型叶根槽的日历设计监控基础数据如表12所示。
核电汽轮机B的2号低压转子第5级倒T型叶根槽的年均高周疲劳次数的计算过程如下:
核电汽轮机B的2号低压转子第5级倒T型叶根槽的第一裂纹扩展类别下的裂纹扩展日历寿命τCL1的计算过程如下:
S1202,基于第二裂纹扩展类别下的应力腐蚀裂纹扩展寿命、多个阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命和高周疲劳裂纹扩展寿命,得到第二裂纹扩展类别下的裂纹扩展日历寿命。
在一种实施方式中,基于第二裂纹扩展类别下的应力腐蚀裂纹扩展寿命、多个阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命和高周疲劳裂纹扩展寿命,得到第二裂纹扩展类别下的裂纹扩展日历寿命,包括基于第二裂纹扩展类别下的应力腐蚀裂纹扩展寿命、多个阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命和高周疲劳裂纹扩展寿命,得到第二裂纹扩展类别每个阶段的日历寿命,基于第二裂纹扩展类别每个阶段的日历寿命,得到第二裂纹扩展类别下的裂纹扩展日历寿命。
在一些例子中,还包括基于第二裂纹扩展类别下的应力腐蚀裂纹扩展寿命、核电汽轮机正常停机瞬态工况的第二裂纹扩展类别第一阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命、核电汽轮机110%超速试验瞬态工况的第二裂纹扩展类别第一阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命、核电汽轮机120%超速试验瞬态工况的第二裂纹扩展类别第一阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命、核电汽轮机的年均正常停机次数、年均110%超速试验次数和年均120%超速运行次数,得到第二裂纹扩展类别第一阶段的日历寿命。
在一些例子中,还包括基于第一裂纹扩展类别下的应力腐蚀裂纹扩展寿命、第二裂纹扩展类别下的高周疲劳裂纹扩展寿命、核电汽轮机正常停机瞬态工况的第二裂纹扩展类别第二阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命、核电汽轮机110%超速试验瞬态工况的第二裂纹扩展类别第二阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命、核电汽轮机120%超速试验瞬态工况的第二裂纹扩展类别第二阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命、核电汽轮机的年均正常停机次数、年均110%超速试验次数y110%、年均120%超速运行次数和转子叶根槽的年均高周疲劳次数,得到第二裂纹扩展类别第二阶段的日历寿命。
在一些例子中,还包括基于第二裂纹扩展类别第一阶段的日历寿命、第二裂纹扩展类别第二阶段的日历寿命,得到第二裂纹扩展类别下的裂纹扩展日历寿命。
在一些例子中,第二裂纹扩展类别下的裂纹扩展日历寿命τCL2的计算过程如下:
τCL2=τCL2,1+τCL2,2
其中,τCL2,1为第二裂纹扩展类别第一阶段的日历寿命,τCL2,2为第二裂纹扩展类别第二阶段的日历寿命。
比如,继续以上述实施例中的核电汽轮机C的3号低压转子第5级倒T型叶根槽为例,核电汽轮机C的3号低压转子第5级倒T型叶根槽的裂纹扩展类别为第二裂纹扩展类别,核电汽轮机C的3号低压转子第5级倒T型叶根槽的日历设计监控基础数据如表12所示。
核电汽轮机C的3号低压转子第5级倒T型叶根槽的年均高周疲劳次数的计算过程如下:
核电汽轮机C的3号低压转子第5级倒T型叶根槽的第二裂纹扩展类别下的裂纹扩展日历寿命τCL2的计算过程如下:
S1203,基于第三裂纹扩展类别下的应力腐蚀裂纹扩展寿命、多个阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命和高周疲劳裂纹扩展寿命,得到第三裂纹扩展类别下的裂纹扩展日历寿命。
在一种实施方式中,基于第三裂纹扩展类别下的应力腐蚀裂纹扩展寿命、多个阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命和高周疲劳裂纹扩展寿命,得到第三裂纹扩展类别下的裂纹扩展日历寿命,包括基于第三裂纹扩展类别下的应力腐蚀裂纹扩展寿命、多个阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命和高周疲劳裂纹扩展寿命,得到第三裂纹扩展类别每个阶段的日历寿命,基于第三裂纹扩展类别每个阶段的日历寿命,得到第三裂纹扩展类别下的裂纹扩展日历寿命。
在一些例子中,还包括基于核电汽轮机正常停机瞬态工况的第三裂纹扩展类别第一阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命、核电汽轮机110%超速试验瞬态工况的第三裂纹扩展类别第一阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命、核电汽轮机120%超速试验瞬态工况的第三裂纹扩展类别第一阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命、核电汽轮机年均正常停机次数、年均110%超速试验次数和年均120%超速运行次数,得到第三裂纹扩展类别第一阶段的日历寿命。
在一些例子中,还包括基于第三裂纹扩展类别下的高周疲劳裂纹扩展寿命、核电汽轮机正常停机瞬态工况的第三裂纹扩展类别第二阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命、核电汽轮机110%超速试验瞬态工况的第三裂纹扩展类别第二阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命、核电汽轮机120%超速试验瞬态工况的第三裂纹扩展类别第二阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命、核电汽轮机的年均正常停机次数、年均110%超速试验次数、年均120%超速运行次数和转子叶根槽的年均高周疲劳次数,得到第三裂纹扩展类别第二阶段的日历寿命。
在一些例子中,还包括基于第三裂纹扩展类别下的应力腐蚀裂纹扩展寿命、第三裂纹扩展类别下的高周疲劳裂纹扩展寿命、核电汽轮机正常停机瞬态工况的第三裂纹扩展类别第三阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命、核电汽轮机110%超速试验瞬态工况的第三裂纹扩展类别第三阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命、核电汽轮机120%超速试验瞬态工况的第三裂纹扩展类别第三阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命、核电汽轮机的年均正常停机次数、年均110%超速试验次数、年均120%超速运行次数和转子叶根槽的年均高周疲劳次数,得到第三裂纹扩展类别第三阶段的日历寿命。
在一些例子中,还包括基于第三裂纹扩展类别第一阶段的日历寿命、第三裂纹扩展类别第二阶段的日历寿命、第三裂纹扩展类别第三阶段的日历寿命,得到第三裂纹扩展类别下的裂纹扩展日历寿命。
在一些例子中,第三裂纹扩展类别下的裂纹扩展日历寿命τCL3的计算过程如下:
τCL3=τCL3,1+τCL3,2+τCL3,3
其中,τCL3,1为第三裂纹扩展类别第一阶段的日历寿命,τCL3,2为第三裂纹扩展类别第二阶段的日历寿命,τCL3,3为第三裂纹扩展类别第三阶段的日历寿命。
S1204,基于第四裂纹扩展类别下的应力腐蚀裂纹扩展寿命、多个阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命和高周疲劳裂纹扩展寿命,得到第四裂纹扩展类别下的裂纹扩展日历寿命。
在一种实施方式中,基于第四裂纹扩展类别下的应力腐蚀裂纹扩展寿命、多个阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命和高周疲劳裂纹扩展寿命,得到第四裂纹扩展类别下的裂纹扩展日历寿命,包括基于第四裂纹扩展类别下的应力腐蚀裂纹扩展寿命、多个阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命和高周疲劳裂纹扩展寿命,得到第四裂纹扩展类别每个阶段的日历寿命,基于第四裂纹扩展类别每个阶段的日历寿命,得到第四裂纹扩展类别下的裂纹扩展日历寿命。
在一些例子中,还包括基于第四裂纹扩展类别下的高周疲劳裂纹扩展寿命、核电汽轮机正常停机瞬态工况的第四裂纹扩展类别第一阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命、核电汽轮机110%超速试验瞬态工况的第四裂纹扩展类别第一阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命、核电汽轮机120%超速试验瞬态工况的第四裂纹扩展类别第一阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命、核电汽轮机的年均正常停机次数、年均110%超速试验次数、年均120%超速运行次数和转子叶根槽的年均高周疲劳次数,得到第四裂纹扩展类别第一阶段的日历寿命;
在一些例子中,还包括基于第一裂纹扩展类别下的应力腐蚀裂纹扩展寿命、第四裂纹扩展类别下的高周疲劳裂纹扩展寿命、核电汽轮机正常停机瞬态工况的第四裂纹扩展类别第二阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命、核电汽轮机110%超速试验瞬态工况的第四裂纹扩展类别第二阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命、核电汽轮机120%超速试验瞬态工况的第四裂纹扩展类别第二阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命、核电汽轮机的年均正常停机次数、年均110%超速试验次数、年均120%超速运行次数和转子叶根槽的年均高周疲劳次数,得到第四裂纹扩展类别第二阶段的日历寿命。
在一些例子中,还包括基于第四裂纹扩展类别第一阶段的日历寿命、第四裂纹扩展类别第二阶段的日历寿命,得到第四裂纹扩展类别下的裂纹扩展日历寿命。
在一些例子中,第四裂纹扩展类别下的裂纹扩展日历寿命τCL4的计算过程如下:
τCL4=τCL4,1+τCL4,2
其中,τCL4,1为第四裂纹扩展类别第一阶段的日历寿命,τCL4,2为第四裂纹扩展类别第二阶段的日历寿命。
由此,该方法中若监控部件为转子叶根槽,可综合考虑到核电汽轮机的年均正常停机次数、年均110%超速试验次数、年均120%超速运行次数、转子叶根槽的年均高周疲劳次数、转子叶根槽的某个裂纹扩展类别下的应力腐蚀裂纹扩展寿命、多个阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命和高周疲劳裂纹扩展寿命,来得到该裂纹扩展类别下的裂纹扩展日历寿命。
下面以监控部件为汽缸为例,针对获取汽缸的裂纹扩展日历寿命进行描述。
如图13所示,若监控部件为汽缸,获取汽缸的裂纹扩展日历寿命,包括:
S1301,基于第一裂纹扩展类别下的应力腐蚀裂纹扩展寿命和多阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命,得到第一裂纹扩展类别下的裂纹扩展日历寿命。
在一些例子中,还包括基于核电汽轮机冷态起动瞬态工况的第一裂纹扩展类别第一阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命、核电汽轮机温态起动瞬态工况的第一裂纹扩展类别第一阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命、核电汽轮机热态起动瞬态工况的第一裂纹扩展类别第一阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命、核电汽轮机的年均冷态起动次数、年均温态起动次数和年均热态起动次数,得到第一裂纹扩展类别第一阶段的日历寿命。
在一些例子中,还包括基于第一裂纹扩展类别下的应力腐蚀裂纹扩展寿命、核电汽轮机冷态起动瞬态工况的第一裂纹扩展类别第二阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命、核电汽轮机温态起动瞬态工况的第一裂纹扩展类别第二阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命、核电汽轮机热态起动瞬态工况的第一裂纹扩展类别第二阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命、核电汽轮机的年均冷态起动次数、年均温态起动次数和年均热态起动次数,得到第一裂纹扩展类别第二阶段的日历寿命。
在一些例子中,还包括基于第一裂纹扩展类别第一阶段的日历寿命、第一裂纹扩展类别第二阶段的日历寿命,得到第一裂纹扩展类别下的裂纹扩展日历寿命。
在一些例子中,第一裂纹扩展类别下的裂纹扩展日历寿命τCL1的计算过程如下:
τCL1=τCL1,1+τCL1,2
其中,τCL1,1为第一裂纹扩展类别第一阶段的日历寿命,τCL1,2为第一裂纹扩展类别第二阶段的日历寿命,yc为核电汽轮机的年均冷态起动次数,yw为核电汽轮机的年均温态起动次数,yh为核电汽轮机的年均热态起动次数。
比如,继续以上述实施例中的核电汽轮机A的1号低压内缸为例,核电汽轮机A的1号低压内缸的裂纹扩展类别为第一裂纹扩展类别,核电汽轮机A的1号低压内缸的日历设计监控基础数据如表13所示。
表13低压内缸的日历设计监控基础数据
序号 | 项目 | 数据值 |
1 | 年均冷态起动次数yc/次 | 4 |
2 | 年均温态起动次数yw/次 | 20 |
3 | 年均热态起动次数yh/次 | 75 |
4 | 裂纹扩展寿命安全性监控判据值τ0/年 | 60 |
核电汽轮机A的1号低压内缸的第一裂纹扩展类别下的裂纹扩展日历寿命τCL1的计算过程如下:
比如,继续以上述实施例中的核电汽轮机B的2号低压内缸为例,核电汽轮机B的2号低压内缸的裂纹扩展类别为第一裂纹扩展类别,核电汽轮机B的2号低压内缸的日历设计监控基础数据如表13所示。
核电汽轮机B的2号低压内缸的第一裂纹扩展类别下的裂纹扩展日历寿命τCL1的计算过程如下:
比如,继续以上述实施例中的核电汽轮机C的1号低压内缸为例,核电汽轮机C的1号低压内缸的裂纹扩展类别为第一裂纹扩展类别,核电汽轮机C的1号低压内缸的日历设计监控基础数据如表14所示。
表14低压内缸的日历设计监控基础数据
序号 | 项目 | 数据值 |
1 | 年均冷态起动次数yc/次 | 4 |
2 | 年均温态起动次数yw/次 | 20 |
3 | 年均热态起动次数yh/次 | 75 |
4 | 核电汽轮机计划大修间隔τm/年 | 10 |
核电汽轮机C的1号低压内缸的第一裂纹扩展类别下的裂纹扩展日历寿命τCL1的计算过程如下:
S1302,基于第二裂纹扩展类别下的应力腐蚀裂纹扩展寿命和多阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命,得到第二裂纹扩展类别下的裂纹扩展日历寿命。
在一些例子中,还包括基于第二裂纹扩展类别下的应力腐蚀裂纹扩展寿命、核电汽轮机冷态起动瞬态工况的第二裂纹扩展类别第一阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命、核电汽轮机温态起动瞬态工况的第二裂纹扩展类别第一阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命、核电汽轮机热态起动瞬态工况的第二裂纹扩展类别第一阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命、核电汽轮机的年均冷态起动次数、年均温态起动次数和年均热态起动次数,得到第二裂纹扩展类别第一阶段的日历寿命。
在一些例子中,还包括基于第二裂纹扩展类别第一阶段的日历寿命,得到裂纹扩展日历寿命。
在一些例子中,第二裂纹扩展类别下的裂纹扩展日历寿命τCL2的计算过程如下:
其中,τCL2,1为第二裂纹扩展类别第一阶段的日历寿命。
比如,继续以上述实施例中的核电汽轮机D的2号低压内缸为例,核电汽轮机D的2号低压内缸的裂纹扩展类别为第二裂纹扩展类别,核电汽轮机D的2号低压内缸的日历设计监控基础数据如表14所示。
核电汽轮机D的2号低压内缸的第二裂纹扩展类别下的裂纹扩展日历寿命τCL2的计算过程如下:
由此,该方法中若监控部件为汽缸,可综合考虑到核电汽轮机的年均冷态起动次数、年均温态起动次数和年均热态起动次数、汽缸的裂纹扩展类别下的应力腐蚀裂纹扩展寿命和多阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命,来得到汽缸的裂纹扩展日历寿命。
图14为根据本公开另一个实施例的核电汽轮机的应力腐蚀与疲劳安全性监控方法的流程示意图。
S1401,获取核电汽轮机的监控部件的相控阵检测裂纹深度,并基于相控阵检测裂纹深度,获取监控部件的裂纹扩展类别。
S1402,获取不同裂纹扩展类别下的监控部件所需的安全性监控数据,其中,安全性监控数据包括应力腐蚀裂纹扩展寿命和疲劳裂纹扩展寿命,疲劳裂纹扩展寿命包括低周疲劳裂纹扩展寿命和高周疲劳裂纹扩展寿命中的至少一个。
步骤S1401-S1402的相关内容,可参见上述实施例,这里不再赘述。
S1403,若目标阶段为制造阶段,获取监控部件的裂纹扩展寿命安全性监控判据值,并基于裂纹扩展日历寿命和裂纹扩展寿命安全性监控判据值,得到安全系数,作为目标监控参数。
S1404,判断安全系数是否满足第一监控合格条件。
在一种实施方式中,基于裂纹扩展日历寿命和监控部件的裂纹扩展寿命安全性监控判据值,得到安全系数,包括将裂纹扩展日历寿命和裂纹扩展寿命安全性监控判据值的比值或者差值,确定为安全系数。
在一种实施方式中,安全系数与裂纹扩展日历寿命正相关,且与裂纹扩展寿命安全性监控判据值负相关。
需要说明的是,对第一监控合格条件不做过多限定,比如,可将安全系数大于第一设定阈值,确定为第一监控合格条件。对第一设定阈值不做过多限定,比如,可为1。
下面以监控部件为转子叶根槽为例,针对对转子叶根槽进行裂纹扩展寿命安全性监控进行描述。
比如,继续以上述实施例中的核电汽轮机A的1号低压转子第5级倒T型叶根槽为例,核电汽轮机A的1号低压转子第5级倒T型叶根槽的裂纹扩展类别为第一裂纹扩展类别,核电汽轮机A的1号低压转子第5级倒T型叶根槽的裂纹扩展寿命安全性监控判据值如表7所示,且核电汽轮机A的1号低压转子第5级倒T型叶根槽的第一裂纹扩展类别下的裂纹扩展日历寿命τCL1为71.39年,τ0=60年,则安全系数SF的计算过程如下:
可知核电汽轮机A的1号低压转子第5级倒T型叶根槽的安全系数SF=1.19>1,判断安全系数SF满足第一监控合格条件。
下面以监控部件为汽缸为例,针对对汽缸进行裂纹扩展寿命安全性监控进行描述。
比如,继续以上述实施例中的核电汽轮机A的1号低压内缸为例,核电汽轮机A的1号低压内缸的裂纹扩展类别为第一裂纹扩展类别,核电汽轮机A的1号低压内缸的裂纹扩展寿命安全性监控判据值如表13所示,且核电汽轮机A的1号低压内缸的第一裂纹扩展类别下的裂纹扩展日历寿命τCL1为138.69年,τ0=60年,则安全系数SF的计算过程如下:
可知核电汽轮机A的1号低压内缸的安全系数SF=2.31>1,判断安全系数SF满足第一监控合格条件。
比如,继续以上述实施例中的核电汽轮机B的2号低压内缸为例,核电汽轮机B的2号低压内缸的裂纹扩展类别为第一裂纹扩展类别,核电汽轮机B的2号低压内缸的裂纹扩展寿命安全性监控判据值如表13所示,且核电汽轮机B的2号低压内缸的第一裂纹扩展类别下的裂纹扩展日历寿命τCL1为47.83年,τ0=60年,则安全系数SF的计算过程如下:
可知核电汽轮机B的2号低压内缸的安全系数SF=0.79<1,判断安全系数SF未满足第一监控合格条件。
S1405,若安全系数未满足第一监控合格条件,获取监控部件在制造阶段的异常数据。
S1406,对监控部件在制造阶段的异常数据进行优化改进,并返回执行获取安全系数的流程,直至获取到的安全系数满足第一监控合格条件。
下面以监控部件为转子叶根槽为例,针对对转子叶根槽进行优化改进进行描述。
需要说明的是,对转子叶根槽在制造阶段的异常数据不做过多限定,比如,可包括转子叶根槽的制造工艺参数、转子叶根槽在制造阶段的应力计算基础数据、核电汽轮机在制造阶段的转子材料试验基础数据等。
在一些例子中,对转子叶根槽在制造阶段的异常数据进行优化改进,包括车削或者打磨转子叶根槽裂纹;在不影响转子叶根槽结构强度的前提下,车削增大转子叶根槽所在部位的圆角半径;局部补焊;采用局部热处理工艺,消除焊接残余应力;补焊部位精加工并抛光;提高加工精度,消除机加工应力集中;再次进行相控阵无损监测,确定叶根槽裂纹深度;叶根槽喷丸,提高疲劳性能等。
下面以监控部件为汽缸为例,针对对汽缸进行优化改进进行描述。
需要说明的是,对汽缸在制造阶段的异常数据不做过多限定,比如,可包括汽缸的制造工艺参数、汽缸在制造阶段的应力计算基础数据、核电汽轮机在制造阶段的材料试验基础数据等。
在一种实施方式中,对汽缸在制造阶段的异常数据进行优化改进,包括车削或打磨核电汽轮机汽缸裂纹;在不影响核电汽轮机汽缸结构强度的前提下,车削增大核电汽轮机汽缸所在部位圆角半径;局部补焊;采用局部热处理工艺,消除焊接残余应力;补焊部位精加工并抛光;提高加工精度,消除机加工应力集中;再次进行相控阵无损监测,确定汽缸裂纹深度;汽缸喷丸,提高疲劳性能等。
比如,继续以上述实施例中的核电汽轮机B的2号低压内缸为例,安全系数SF未满足第一监控合格条件,可对核电汽轮机B的2号低压内缸的制造阶段的异常数据进行优化改进,比如,采用车削或打磨核电汽轮机汽缸裂纹、局部补焊、采用局部热处理工艺以消除焊接残余应力、补焊部位精加工并抛光的部分优化改进策略组合,并对优化改进后的核电汽轮机B的2号低压内缸再次进行相控阵无损检测,没有发现裂纹,在相控阵无损检测没有发现裂纹的情况下,给定核电汽轮机B的2号低压内缸与第二级抽汽管道连接部位裂纹深度ai=2mm=0.002m。
再次进行应力腐蚀开裂与低周疲劳损伤共同作用下裂纹扩展寿命安全性监控,并重新计算核电汽轮机B的2号低压内缸的裂纹扩展日历寿命,若重新计算的裂纹扩展日历寿命为第一裂纹扩展类别下的裂纹扩展日历寿命τCL1为138.69年,τ0=60年,则安全系数SF的计算过程如下:
可知核电汽轮机B的2号低压内缸的安全系数SF=2.31>1,判断安全系数SF满足第一监控合格条件,结束对核电汽轮机B的2号低压内缸的裂纹扩展寿命安全性监控。
综上,根据本公开实施例的核电汽轮机的应力腐蚀与疲劳安全性监控方法,若核电汽轮机当前所处的目标阶段为制造阶段,基于裂纹扩展日历寿命和监控部件的裂纹扩展寿命安全性监控判据值,得到安全系数,作为目标监控参数,判断安全系数是否满足第一监控合格条件,若安全系数未满足第一监控合格条件,获取监控部件在制造阶段的异常数据,对监控部件在制造阶段的异常数据进行优化改进,并返回执行获取安全系数的流程,直至获取到的安全系数满足第一监控合格条件,有助于提高监控部件在制造阶段的安全性,适用于核电汽轮机的制造阶段的监控部件的监控。
图15为根据本公开另一个实施例的核电汽轮机的应力腐蚀与疲劳安全性监控方法的流程示意图。
S1501,获取核电汽轮机的监控部件的相控阵检测裂纹深度,并基于相控阵检测裂纹深度,获取监控部件的裂纹扩展类别。
S1502,获取不同裂纹扩展类别下的监控部件所需的安全性监控数据,其中,安全性监控数据包括应力腐蚀裂纹扩展寿命和疲劳裂纹扩展寿命,疲劳裂纹扩展寿命包括低周疲劳裂纹扩展寿命和高周疲劳裂纹扩展寿命中的至少一个。
步骤S1501-S1502的相关内容,可参见上述实施例,这里不再赘述。
S1503,若目标阶段为使用阶段,获取核电汽轮机的计划大修间隔,并基于裂纹扩展日历寿命和计划大修间隔,得到安全倍率,作为目标监控参数。
S1504,判断安全倍率是否满足第二监控合格条件。
在一种实施方式中,基于裂纹扩展日历寿命和核电汽轮机的计划大修间隔,得到安全倍率,包括将裂纹扩展日历寿命和计划大修间隔的比值或者差值,确定为安全倍率。
在一种实施方式中,安全倍率与裂纹扩展日历寿命正相关,且与计划大修间隔负相关。
需要说明的是,对第二监控合格条件不做过多限定,比如,可将安全倍率大于第二设定阈值,确定为第二监控合格条件。对第二设定阈值不做过多限定,比如,可为2。
下面以监控部件为转子叶根槽为例,针对对转子叶根槽进行裂纹扩展寿命安全性监控进行描述。
比如,继续以上述实施例中的核电汽轮机B的2号低压转子第5级倒T型叶根槽为例,核电汽轮机B的2号低压转子第5级倒T型叶根槽的裂纹扩展类别为第一裂纹扩展类别,核电汽轮机B的计划大修间隔τm如表14所示,且核电汽轮机B的2号低压转子第5级倒T型叶根槽的第一裂纹扩展类别下的裂纹扩展日历寿命τCL1为31.29年,τm=10年,则安全倍率SR的计算过程如下:
可知核电汽轮机B的2号低压转子第5级倒T型叶根槽的安全倍率SR=3.13>2,判断安全倍率SR满足第二监控合格条件。
继续以上述实施例中的核电汽轮机C的3号低压转子第5级倒T型叶根槽为例,核电汽轮机C的3号低压转子第5级倒T型叶根槽的裂纹扩展类别为第二裂纹扩展类别,核电汽轮机C的计划大修间隔τm如表14所示,且核电汽轮机C的3号低压转子第5级倒T型叶根槽的第二裂纹扩展类别下的裂纹扩展日历寿命τCL2为12.93年,τm=10年,则安全倍率SR的计算过程如下:
可知核电汽轮机C的3号低压转子第5级倒T型叶根槽的安全倍率SR=1.29<2,判断安全倍率SR未满足第二监控合格条件。
下面以监控部件为汽缸为例,针对对汽缸进行裂纹扩展寿命安全性监控进行描述。
比如,继续以上述实施例中的核电汽轮机C的1号低压内缸为例,核电汽轮机C的1号低压内缸的裂纹扩展类别为第一裂纹扩展类别,核电汽轮机C的计划大修间隔如表14所示,且核电汽轮机C的1号低压内缸的第一裂纹扩展类别下的裂纹扩展日历寿命τCL1为47.83年,τm=10年,则安全倍率SR的计算过程如下:
可知核电汽轮机C的1号低压内缸的安全倍率SR=4.78>2,判断安全倍率SR满足第二监控合格条件。
比如,继续以上述实施例中的核电汽轮机D的2号低压内缸为例,核电汽轮机D的2号低压内缸的裂纹扩展类别为第二裂纹扩展类别,核电汽轮机D的计划大修间隔如表14所示,且核电汽轮机D的2号低压内缸的第二裂纹扩展类别下的裂纹扩展日历寿命τCL2为13.65年,τm=10年,则安全倍率SR的计算过程如下:
可知核电汽轮机D的2号低压内缸的安全倍率SR=1.37<2,判断安全倍率SR未满足第二监控合格条件。
S1505,若安全倍率未满足第二监控合格条件,获取监控部件在使用阶段的异常数据。
S1506,对监控部件在使用阶段的异常数据进行优化改进,并返回执行获取安全倍率的流程,直至获取到的安全倍率满足第二监控合格条件。
下面以监控部件为转子叶根槽为例,针对对转子叶根槽进行优化改进进行描述。
需要说明的是,对转子叶根槽在使用阶段的异常数据不做过多限定,比如,可包括转子叶根槽的使用工艺参数、转子叶根槽在使用阶段的应力计算基础数据、核电汽轮机在使用阶段的转子材料试验基础数据等。
在一些例子中,对转子叶根槽在使用阶段的异常数据进行优化改进,包括车削或者打磨转子叶根槽裂纹;在不影响转子叶根槽结构强度的前提下,车削增大转子叶根槽所在部位的圆角半径;局部补焊;采用局部热处理工艺,消除焊接残余应力;补焊部位精加工并抛光;提高加工精度,消除机加工应力集中;再次进行相控阵无损监测,确定叶根槽裂纹深度;叶根槽喷丸,提高疲劳性能等。
继续以上述实施例中的核电汽轮机C的3号低压转子第5级倒T型叶根槽为例,其安全倍率SR未满足第二监控合格条件,可对核电汽轮机C的3号低压转子第5级倒T型叶根槽在使用阶段的异常数据进行优化改进,并对优化改进后的核电汽轮机C的3号低压转子第5级倒T型叶根槽再次进行相控阵无损监测没有发现裂纹,给定裂纹深度ai=2mm=0.002m。
再次进行应力腐蚀开裂、高周疲劳损伤与低周疲劳损伤共同作用下裂纹扩展寿命安全性监控,并重新计算核电汽轮机C的3号低压转子第5级倒T型叶根槽的裂纹扩展日历寿命,若重新计算的裂纹扩展日历寿命为第一裂纹扩展类别下的裂纹扩展日历寿命τCL1为71.39年,τm=10年,则安全倍率SR的计算过程如下:
可知核电汽轮机C的3号低压转子第5级倒T型叶根槽的安全倍率SR=7.14>2,判断安全倍率SR满足第二监控合格条件,结束对核电汽轮机C的3号低压转子第5级倒T型叶根槽的裂纹扩展寿命安全性监控。
下面以监控部件为汽缸为例,针对对汽缸进行优化改进进行描述。
需要说明的是,对汽缸在使用阶段的异常数据不做过多限定,比如,可包括汽缸的使用工艺参数、汽缸在使用阶段的应力计算基础数据、核电汽轮机在使用阶段的材料试验基础数据等。
在一种实施方式中,对汽缸在使用阶段的异常数据进行优化改进,包括车削或打磨核电汽轮机汽缸裂纹;在不影响核电汽轮机汽缸结构强度的前提下,车削增大核电汽轮机汽缸所在部位圆角半径;局部补焊;采用局部热处理工艺,消除焊接残余应力;补焊部位精加工并抛光;提高加工精度,消除机加工应力集中;再次进行相控阵无损监测,确定汽缸裂纹深度;汽缸喷丸,提高疲劳性能;优化核电汽轮机冷态起动参数变化曲线,降低冷态起动瞬态工况汽缸热应力;优化核电汽轮机温态起动参数变化曲线,降低温态起动瞬态工况汽缸热应力;优化核电汽轮机热态起动参数变化曲线,降低热态起动瞬态工况汽缸热应力;加强化水技术监督,确保凝结水的水质符合要求;凝汽器管束泄露后及时堵管,防止循环水大量漏入凝结水等。
比如,继续以上述实施例中的核电汽轮机D的2号低压内缸为例,安全倍率SR未满足第二监控合格条件,可对核电汽轮机D的2号低压内缸的使用阶段的异常数据进行优化改进,比如,采用车削或打磨核电汽轮机汽缸裂纹、局部补焊、采用局部热处理工艺并消除焊接残余应力、补焊部位精加工并抛光、提高加工精度,消除机加工应力集中部分优化改进策略组合,并对优化改进后的核电汽轮机D的2号低压内缸再次进行相控阵无损检测,没有发现裂纹,在相控阵无损检测没有发现裂纹的情况下,给定核电汽轮机D的2号低压内缸与第二级抽汽管道连接部位裂纹深度ai=2mm=0.002m。
再次进行应力腐蚀开裂与低周疲劳损伤共同作用下裂纹扩展寿命安全性监控,并重新计算核电汽轮机D的2号低压内缸的裂纹扩展日历寿命,若重新计算的裂纹扩展日历寿命为第一裂纹扩展类别下的裂纹扩展日历寿命τCL1为138.69年,τm=10年,则安全倍率SR的计算过程如下:
可知核电汽轮机D的2号低压内缸的安全倍率SR=13.87>2,判断安全倍率SR满足第二监控合格条件,结束对核电汽轮机D的2号低压内缸的裂纹扩展寿命安全性监控。
综上,根据本公开实施例的核电汽轮机的应力腐蚀与疲劳安全性监控方法,若核电汽轮机当前所处的目标阶段为使用阶段,基于裂纹扩展日历寿命和核电汽轮机的计划大修间隔,得到安全倍率,作为目标监控参数,判断安全倍率是否满足第二监控合格条件,若安全倍率未满足第二监控合格条件,获取监控部件在使用阶段的异常数据,对监控部件在使用阶段的异常数据进行优化改进,并返回执行获取安全倍率的流程,直至获取到的安全倍率满足第二监控合格条件,有助于提高监控部件在使用阶段的安全性,适用于核电汽轮机的使用阶段的监控部件的监控。
为了实现上述实施例,本公开还提出一种核电汽轮机的应力腐蚀与疲劳安全性监控装置。
图16为根据本公开一个实施例的核电汽轮机的应力腐蚀与疲劳安全性监控装置的结构示意图。
如图16所示,本公开实施例的核电汽轮机的应力腐蚀与疲劳安全性监控装置100,包括:第一获取模块110、第二获取模块120和监控模块130。
第一获取模块110,用于获取核电汽轮机的监控部件的相控阵检测裂纹深度,并基于所述相控阵检测裂纹深度,获取所述监控部件的裂纹扩展类别;
第二获取模块120,用于获取不同裂纹扩展类别下的所述监控部件所需的安全性监控数据,其中,所述安全性监控数据包括应力腐蚀裂纹扩展寿命和疲劳裂纹扩展寿命,所述疲劳裂纹扩展寿命包括低周疲劳裂纹扩展寿命和高周疲劳裂纹扩展寿命中的至少一个;
监控模块130,用于基于所述监控部件的裂纹扩展类别下的所述安全性监控数据,对所述监控部件进行裂纹扩展寿命安全性监控。
在本公开的一个实施例中,所述第二获取模块120,还用于:获取所述裂纹扩展类别和所述安全性监控数据之间的映射关系;基于所述映射关系,确定所述裂纹扩展类别下的所述监控部件所需的安全性监控数据。
在本公开的一个实施例中,所述第二获取模块120,还用于:若所述监控部件为转子叶根槽,确定所述监控部件所需的安全性监控数据包括所述应力腐蚀裂纹扩展寿命、所述低周疲劳裂纹扩展寿命和所述高周疲劳裂纹扩展寿命;若所述监控部件为汽缸,确定所述监控部件所需的安全性监控数据包括所述应力腐蚀裂纹扩展寿命和所述低周疲劳裂纹扩展寿命。
在本公开的一个实施例中,所述第一获取模块110,还用于:通过相控阵超声探伤仪和相控阵探头,对所述监控部件进行相控阵检测,得到所述相控阵检测裂纹深度;若对所述监控部件进行相控阵检测没有发现裂纹,给定所述相控阵检测裂纹深度为设定值。
在本公开的一个实施例中,所述第一获取模块110,还用于:获取所述监控部件的裂纹扩展尺寸集合;基于所述相控阵检测裂纹深度和所述裂纹扩展尺寸集合,获取所述监控部件的裂纹扩展类别。
在本公开的一个实施例中,所述第一获取模块110,还用于:获取所述相控阵检测裂纹深度和所述裂纹扩展尺寸集合中的至少一个裂纹扩展尺寸之间的大小关系;基于所述大小关系和所述裂纹扩展类别之间的对应关系,确定所述监控部件的裂纹扩展类别。
在本公开的一个实施例中,所述第一获取模块110,还用于:获取所述监控部件的应力计算基础数据;获取所述监控部件的材料试验基础数据;基于所述应力计算基础数据和所述材料实验基础数据,确定所述裂纹扩展尺寸集合。
在本公开的一个实施例中,所述第一获取模块110,还用于:
基于所述监控部件的裂纹形状参数、所述监控部件的材料应力腐蚀断裂韧性和所述核电汽轮机带负荷运行稳态工况的监控部件裂纹部位最大应力,确定所述监控部件的应力腐蚀裂纹扩展尺寸门槛值;
基于所述监控部件的裂纹形状参数、所述监控部件的材料的断裂韧性和所述核电汽轮机设定工况的监控部件裂纹部位最大应力,确定所述核电汽轮机设定工况的所述监控部件的低周疲劳临界裂纹尺寸。
在本公开的一个实施例中,所述第一获取模块110,还用于:
基于所述监控部件的裂纹形状参数、所述监控部件的材料高周疲劳裂纹扩展门槛值的试验值、所述核电汽轮机带负荷运行稳态工况的监控部件裂纹部位高周疲劳应力范围,确定所述监控部件的高周疲劳裂纹扩展尺寸门槛值;
基于所述监控部件的裂纹形状参数、所述监控部件的材料的断裂韧性、所述核电汽轮机带负荷运行稳态工况的监控部件裂纹部位最大应力,确定所述监控部件的高周疲劳临界裂纹尺寸。
在本公开的一个实施例中,所述第二获取模块120,还用于:基于所述监控部件的第一参数、所述监控部件的材料年均应力腐蚀裂纹扩展速率试验值、所述核电汽轮机设定工况的所述监控部件的低周疲劳临界裂纹尺寸,确定不同裂纹扩展类别下的应力腐蚀裂纹扩展寿命;其中,所述第一参数为所述相控阵检测裂纹深度或者所述应力腐蚀裂纹扩展尺寸门槛值。
在本公开的一个实施例中,所述第二获取模块120,还用于:基于所述监控部件的第一参数、所述监控部件的材料年均应力腐蚀裂纹扩展速率试验值、所述核电汽轮机设定工况的所述监控部件的低周疲劳临界裂纹尺寸,确定任一裂纹扩展类别下的多种类的应力腐蚀裂纹扩展寿命;基于任一裂纹扩展类别下的多种类的应力腐蚀裂纹扩展寿命,确定所述任一裂纹扩展类别下的应力腐蚀裂纹扩展寿命。
在本公开的一个实施例中,所述第二获取模块120,还用于:将任一裂纹扩展类别下的多种类的应力腐蚀裂纹扩展寿命中的最小值,确定为所述任一裂纹扩展类别下的应力腐蚀裂纹扩展寿命。
在本公开的一个实施例中,所述第二获取模块120,还用于:基于所述监控部件的第二参数、所述监控部件的裂纹形状参数、所述监控部件的材料低周疲劳裂纹扩展试验常数、所述核电汽轮机设定工况的监控部件裂纹部位最大应力,得到所述核电汽轮机设定工况的任一裂纹扩展类别下的至少一个阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命;其中,所述第二参数为所述相控阵检测裂纹深度、所述裂纹扩展尺寸集合中的任意两个参数。
在本公开的一个实施例中,所述第二获取模块120,还用于:基于所述监控部件的第三参数、所述高周疲劳临界裂纹尺寸、所述监控部件的裂纹形状参数、所述监控部件的材料高周疲劳裂纹扩展试验常数、所述核电汽轮机带负荷运行稳态工况的监控部件裂纹部位高周疲劳应力范围,确定不同裂纹扩展类别下的高疲劳裂纹扩展寿命;其中,所述第三参数为所述相控阵检测裂纹深度或者所述高周疲劳裂纹扩展尺寸门槛值。
在本公开的一个实施例中,所述监控模块130,还用于:基于所述监控部件的裂纹扩展类别下的所述安全性监控数据,得到所述监控部件的裂纹扩展日历寿命;基于所述裂纹扩展日历寿命,对所述监控部件进行裂纹扩展寿命安全性监控。
在本公开的一个实施例中,所述监控模块130,还用于:基于所述监控部件的裂纹扩展类别下的所述安全性监控数据,得到所述监控部件的多阶段的日历寿命;基于所述监控部件的多阶段的日历寿命,得到所述裂纹扩展日历寿命。
在本公开的一个实施例中,所述监控模块130,还用于:确定所述核电汽轮机当前所处的目标阶段;基于所述裂纹扩展日历寿命,获取所述目标阶段对应的目标监控参数;基于所述目标监控参数,对所述监控部件进行裂纹扩展寿命安全性监控。
在本公开的一个实施例中,所述监控模块130,还用于:若所述目标阶段为制造阶段,获取所述监控部件的裂纹扩展寿命安全性监控判据值,并基于所述裂纹扩展日历寿命和所述裂纹扩展寿命安全性监控判据值,得到安全系数,作为所述目标监控参数;判断所述安全系数是否满足第一监控合格条件,以对所述监控部件进行裂纹扩展寿命安全性监控。
在本公开的一个实施例中,所述监控模块130,还用于:若所述安全系数未满足所述第一监控合格条件,获取所述监控部件在制造阶段的异常数据;对所述监控部件在制造阶段的异常数据进行优化改进,并返回执行获取所述安全系数的流程,直至获取到的所述安全系数满足所述第一监控合格条件。
在本公开的一个实施例中,所述监控模块130,还用于:若所述目标阶段为使用阶段,获取所述核电汽轮机的计划大修间隔,并基于所述裂纹扩展日历寿命和所述计划大修间隔,得到安全倍率,作为所述目标监控参数;判断所述安全倍率是否满足第二监控合格条件,以对所述监控部件进行裂纹扩展寿命安全性监控。
在本公开的一个实施例中,所述监控模块130,还用于:若所述安全倍率未满足所述第二监控合格条件,获取所述监控部件在使用阶段的异常数据;对所述监控部件在使用阶段的异常数据进行优化改进,并返回执行获取所述安全倍率的流程,直至获取到的所述安全倍率满足所述第二监控合格条件。
需要说明的是,本公开实施例的核电汽轮机的应力腐蚀与疲劳安全性监控装置中未披露的细节,请参照本公开实施例的核电汽轮机的应力腐蚀与疲劳安全性监控方法中所披露的细节,这里不再赘述。
综上,本公开实施例的核电汽轮机的应力腐蚀与疲劳安全性监控装置,获取核电汽轮机的监控部件的相控阵检测裂纹深度,并基于相控阵检测裂纹深度,获取监控部件的裂纹扩展类别,获取不同裂纹扩展类别下的监控部件所需的安全性监控数据,其中,安全性监控数据包括应力腐蚀裂纹扩展寿命和疲劳裂纹扩展寿命,疲劳裂纹扩展寿命包括低周疲劳裂纹扩展寿命和高周疲劳裂纹扩展寿命中的至少一个,基于监控部件的裂纹扩展类别下的安全性监控数据,对监控部件进行裂纹扩展寿命安全性监控。由此,可综合考虑到应力腐蚀和疲劳来对监控部件进行裂纹扩展寿命安全性监控,以保证核电汽轮机的长寿命安全运行。
为了实现上述实施例,如图17所示,本公开实施例提出了一种电子设备200,包括:存储器210、处理器220及存储在存储器210上并可在处理器220上运行的计算机程序,所述处理器220执行所述程序时,实现上述的核电汽轮机的应力腐蚀与疲劳安全性监控方法。
在本公开的一个实施例中,电子设备200还包括:无线通信组件,所述无线通信组件与核电汽轮机连接,所述电子设备与所述核电汽轮机之间通过所述无线通信组件进行数据传输。
在本公开的一个实施例中,所述存储器210,用于存储所述核电汽轮机的监控部件所需的安全性监控数据;所述处理器220,用于获取裂纹扩展寿命安全性监控指令,基于裂纹扩展寿命安全性监控指令,从所述存储器210中获取待监控的核电汽轮机的目标监控部件所需的安全性监控数据,并基于所述目标监控部件所需的安全性监控数据,对所述目标监控部件进行裂纹扩展寿命安全性监控。
在本公开的一个实施例中,电子设备200还包括:远程客户端,所述远程客户端与所述处理器220连接;所述远程客户端,用于向所述处理器220发送所述裂纹扩展寿命安全性监控指令,以及接收所述处理器220反馈的监控结果。
在本公开的一个实施例中,所述远程客户端,还用于获取操控所述远程客户端的用户的操控信息,并基于所述操控信息生成所述裂纹扩展寿命安全性监控指令。
在本公开的一个实施例中,所述处理器220还用于将所述远程客户端关联的核电汽轮机的监控部件确定为所述目标监控部件。
本公开实施例的电子设备,通过处理器执行存储在存储器上的计算机程序,获取核电汽轮机的监控部件的相控阵检测裂纹深度,并基于相控阵检测裂纹深度,获取监控部件的裂纹扩展类别,获取不同裂纹扩展类别下的监控部件所需的安全性监控数据,其中,安全性监控数据包括应力腐蚀裂纹扩展寿命和疲劳裂纹扩展寿命,疲劳裂纹扩展寿命包括低周疲劳裂纹扩展寿命和高周疲劳裂纹扩展寿命中的至少一个,基于监控部件的裂纹扩展类别下的安全性监控数据,对监控部件进行裂纹扩展寿命安全性监控。由此,可综合考虑到应力腐蚀和疲劳来对监控部件进行裂纹扩展寿命安全性监控,以保证核电汽轮机的长寿命安全运行。
为了实现上述实施例,本公开实施例提出了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时,实现上述的核电汽轮机的应力腐蚀与疲劳安全性监控方法。
本公开实施例的计算机可读存储介质,通过存储计算机程序并被处理器执行,获取核电汽轮机的监控部件的相控阵检测裂纹深度,并基于相控阵检测裂纹深度,获取监控部件的裂纹扩展类别,获取不同裂纹扩展类别下的监控部件所需的安全性监控数据,其中,安全性监控数据包括应力腐蚀裂纹扩展寿命和疲劳裂纹扩展寿命,疲劳裂纹扩展寿命包括低周疲劳裂纹扩展寿命和高周疲劳裂纹扩展寿命中的至少一个,基于监控部件的裂纹扩展类别下的安全性监控数据,对监控部件进行裂纹扩展寿命安全性监控。由此,可综合考虑到应力腐蚀和疲劳来对监控部件进行裂纹扩展寿命安全性监控,以保证核电汽轮机的长寿命安全运行。
为了实现上述实施例,本公开实施例提出了一种适用于核电汽轮机的监控平台,包括上述的图16所示的核电汽轮机的应力腐蚀与疲劳安全性监控装置;或者上述的电子设备;或者上述的计算机可读存储介质。
本公开实施例的适用于核电汽轮机的监控平台,获取核电汽轮机的监控部件的相控阵检测裂纹深度,并基于相控阵检测裂纹深度,获取监控部件的裂纹扩展类别,获取不同裂纹扩展类别下的监控部件所需的安全性监控数据,其中,安全性监控数据包括应力腐蚀裂纹扩展寿命和疲劳裂纹扩展寿命,疲劳裂纹扩展寿命包括低周疲劳裂纹扩展寿命和高周疲劳裂纹扩展寿命中的至少一个,基于监控部件的裂纹扩展类别下的安全性监控数据,对监控部件进行裂纹扩展寿命安全性监控。由此,可综合考虑到应力腐蚀和疲劳来对监控部件进行裂纹扩展寿命安全性监控,以保证核电汽轮机的长寿命安全运行。
在本公开的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本公开和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本公开的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本公开的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本公开中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。
在本公开中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本公开的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本公开的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本公开的限制,本领域的普通技术人员在本公开的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (25)
1.一种核电汽轮机的应力腐蚀与疲劳安全性监控方法,其特征在于,包括:
获取核电汽轮机的监控部件的相控阵检测裂纹深度,并基于所述相控阵检测裂纹深度,获取所述监控部件的裂纹扩展类别;
获取不同裂纹扩展类别下的所述监控部件所需的安全性监控数据,其中,所述安全性监控数据包括应力腐蚀裂纹扩展寿命和疲劳裂纹扩展寿命,所述疲劳裂纹扩展寿命包括低周疲劳裂纹扩展寿命和高周疲劳裂纹扩展寿命中的至少一个;
基于所述监控部件的裂纹扩展类别下的所述安全性监控数据,对所述监控部件进行裂纹扩展寿命安全性监控;
所述基于所述相控阵检测裂纹深度,获取所述监控部件的裂纹扩展类别,包括:
获取所述监控部件的应力计算基础数据;
获取所述监控部件的材料试验基础数据;
基于所述应力计算基础数据和所述材料实验基础数据,确定所述裂纹扩展尺寸集合;
获取所述相控阵检测裂纹深度和所述裂纹扩展尺寸集合中的至少一个裂纹扩展尺寸之间的大小关系;
基于所述大小关系和所述裂纹扩展类别之间的对应关系,确定所述监控部件的裂纹扩展类别。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述获取不同裂纹扩展类别下的所述监控部件所需的安全性监控数据,包括:
获取所述裂纹扩展类别和所述安全性监控数据之间的映射关系;
基于所述映射关系,确定所述裂纹扩展类别下的所述监控部件所需的安全性监控数据。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
若所述监控部件为转子叶根槽,确定所述监控部件所需的安全性监控数据包括所述应力腐蚀裂纹扩展寿命、所述低周疲劳裂纹扩展寿命和所述高周疲劳裂纹扩展寿命;
若所述监控部件为汽缸,确定所述监控部件所需的安全性监控数据包括所述应力腐蚀裂纹扩展寿命和所述低周疲劳裂纹扩展寿命。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述获取核电汽轮机的监控部件的相控阵检测裂纹深度,包括:
通过相控阵超声探伤仪和相控阵探头,对所述监控部件进行相控阵检测,得到所述相控阵检测裂纹深度;
若对所述监控部件进行相控阵检测没有发现裂纹,给定所述相控阵检测裂纹深度为设定值。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述基于所述应力计算基础数据和所述材料实验基础数据,确定所述裂纹扩展尺寸集合,包括:
基于所述监控部件的裂纹形状参数、所述监控部件的材料应力腐蚀断裂韧性和所述核电汽轮机带负荷运行稳态工况的监控部件裂纹部位最大应力,确定所述监控部件的应力腐蚀裂纹扩展尺寸门槛值;
基于所述监控部件的裂纹形状参数、所述监控部件的材料的断裂韧性和所述核电汽轮机设定工况的监控部件裂纹部位最大应力,确定所述核电汽轮机设定工况的所述监控部件的低周疲劳临界裂纹尺寸。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于所述应力计算基础数据和所述材料实验基础数据,确定所述裂纹扩展尺寸集合,包括:
基于所述监控部件的裂纹形状参数、所述监控部件的材料高周疲劳裂纹扩展门槛值的试验值、所述核电汽轮机带负荷运行稳态工况的监控部件裂纹部位高周疲劳应力范围,确定所述监控部件的高周疲劳裂纹扩展尺寸门槛值;
基于所述监控部件的裂纹形状参数、所述监控部件的材料的断裂韧性、所述核电汽轮机带负荷运行稳态工况的监控部件裂纹部位最大应力,确定所述监控部件的高周疲劳临界裂纹尺寸。
7.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,获取不同裂纹扩展类别下的应力腐蚀裂纹扩展寿命,包括:
基于所述监控部件的第一参数、所述监控部件的材料年均应力腐蚀裂纹扩展速率试验值、所述核电汽轮机设定工况的所述监控部件的低周疲劳临界裂纹尺寸,确定不同裂纹扩展类别下的应力腐蚀裂纹扩展寿命;其中,
所述第一参数为所述相控阵检测裂纹深度或者所述应力腐蚀裂纹扩展尺寸门槛值。
8.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述疲劳裂纹扩展寿命包括低周疲劳裂纹扩展寿命,获取不同裂纹扩展类别下的低周疲劳裂纹扩展寿命,包括:
基于所述监控部件的第二参数、所述监控部件的裂纹形状参数、所述监控部件的材料低周疲劳裂纹扩展试验常数、所述核电汽轮机设定工况的监控部件裂纹部位最大应力,得到所述核电汽轮机设定工况的任一裂纹扩展类别下的至少一个阶段的低周疲劳裂纹扩展寿命;其中,
所述第二参数为所述相控阵检测裂纹深度、所述裂纹扩展尺寸集合中的任意两个参数。
9.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述疲劳裂纹扩展寿命包括高周疲劳裂纹扩展寿命,获取不同裂纹扩展类别下的高周疲劳裂纹扩展寿命,包括:
基于所述监控部件的第三参数、所述高周疲劳临界裂纹尺寸、所述监控部件的裂纹形状参数、所述监控部件的材料高周疲劳裂纹扩展试验常数、所述核电汽轮机带负荷运行稳态工况的监控部件裂纹部位高周疲劳应力范围,确定不同裂纹扩展类别下的高周疲劳裂纹扩展寿命;其中,
所述第三参数为所述相控阵检测裂纹深度或者所述高周疲劳裂纹扩展尺寸门槛值。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的方法,其特征在于,所述基于所述监控部件的裂纹扩展类别下的所述安全性监控数据,对所述监控部件进行裂纹扩展寿命安全性监控,包括:
基于所述监控部件的裂纹扩展类别下的所述安全性监控数据,得到所述监控部件的裂纹扩展日历寿命;
基于所述裂纹扩展日历寿命,对所述监控部件进行裂纹扩展寿命安全性监控。
11.根据权利要求10所述的方法,其特征在于,所述基于所述裂纹扩展日历寿命,对所述监控部件进行裂纹扩展寿命安全性监控,包括:
确定所述核电汽轮机当前所处的目标阶段;
基于所述裂纹扩展日历寿命,获取所述目标阶段对应的目标监控参数;
基于所述目标监控参数,对所述监控部件进行裂纹扩展寿命安全性监控。
12.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
若所述目标阶段为制造阶段,获取所述监控部件的裂纹扩展寿命安全性监控判据值,并基于所述裂纹扩展日历寿命和所述裂纹扩展寿命安全性监控判据值,得到安全系数,作为所述目标监控参数;
判断所述安全系数是否满足第一监控合格条件,以对所述监控部件进行裂纹扩展寿命安全性监控。
13.根据权利要求12所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
若所述安全系数未满足所述第一监控合格条件,获取所述监控部件在制造阶段的异常数据;
对所述监控部件在制造阶段的异常数据进行优化改进,并返回执行获取所述安全系数的流程,直至获取到的所述安全系数满足所述第一监控合格条件。
14.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
若所述目标阶段为使用阶段,获取所述核电汽轮机的计划大修间隔,并基于所述裂纹扩展日历寿命和所述计划大修间隔,得到安全倍率,作为所述目标监控参数;
判断所述安全倍率是否满足第二监控合格条件,以对所述监控部件进行裂纹扩展寿命安全性监控。
15.根据权利要求14所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
若所述安全倍率未满足所述第二监控合格条件,获取所述监控部件在使用阶段的异常数据;
对所述监控部件在使用阶段的异常数据进行优化改进,并返回执行获取所述安全倍率的流程,直至获取到的所述安全倍率满足所述第二监控合格条件。
16.一种核电汽轮机的应力腐蚀与疲劳安全性监控装置,其特征在于,包括:
第一获取模块,用于获取核电汽轮机的监控部件的相控阵检测裂纹深度,并基于所述相控阵检测裂纹深度,获取所述监控部件的裂纹扩展类别;
第二获取模块,用于获取不同裂纹扩展类别下的所述监控部件所需的安全性监控数据,其中,所述安全性监控数据包括应力腐蚀裂纹扩展寿命和疲劳裂纹扩展寿命,所述疲劳裂纹扩展寿命包括低周疲劳裂纹扩展寿命和高周疲劳裂纹扩展寿命中的至少一个;
监控模块,用于基于所述监控部件的裂纹扩展类别下的所述安全性监控数据,对所述监控部件进行裂纹扩展寿命安全性监控;
所述第一获取模块,还用于:
获取所述监控部件的应力计算基础数据;
获取所述监控部件的材料试验基础数据;
基于所述应力计算基础数据和所述材料实验基础数据,确定所述裂纹扩展尺寸集合;
获取所述相控阵检测裂纹深度和所述裂纹扩展尺寸集合中的至少一个裂纹扩展尺寸之间的大小关系;
基于所述大小关系和所述裂纹扩展类别之间的对应关系,确定所述监控部件的裂纹扩展类别。
17.根据权利要求16所述的装置,其特征在于,所述第二获取模块,还用于:
获取所述裂纹扩展类别和所述安全性监控数据之间的映射关系;
基于所述映射关系,确定所述裂纹扩展类别下的所述监控部件所需的安全性监控数据。
18.根据权利要求16所述的装置,其特征在于,所述第二获取模块,还用于:
若所述监控部件为转子叶根槽,确定所述监控部件所需的安全性监控数据包括所述应力腐蚀裂纹扩展寿命、所述低周疲劳裂纹扩展寿命和所述高周疲劳裂纹扩展寿命;
若所述监控部件为汽缸,确定所述监控部件所需的安全性监控数据包括所述应力腐蚀裂纹扩展寿命和所述低周疲劳裂纹扩展寿命。
19.根据权利要求16所述的装置,其特征在于,所述第一获取模块,还用于:
通过相控阵超声探伤仪和相控阵探头,对所述监控部件进行相控阵检测,得到所述相控阵检测裂纹深度;
若对所述监控部件进行相控阵检测没有发现裂纹,给定所述相控阵检测裂纹深度为设定值。
20.一种电子设备,其特征在于,包括:存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序时,实现如权利要求1-15中任一项所述的核电汽轮机的应力腐蚀与疲劳安全性监控方法。
21.根据权利要求20所述的电子设备,其特征在于,还包括:无线通信组件,所述无线通信组件与核电汽轮机连接,所述电子设备与所述核电汽轮机之间通过所述无线通信组件进行数据传输。
22.根据权利要求20所述的电子设备,其特征在于,所述存储器,用于存储所述核电汽轮机的监控部件所需的安全性监控数据;
所述处理器,用于获取裂纹扩展寿命安全性监控指令,基于裂纹扩展寿命安全性监控指令,从所述存储器中获取待监控的核电汽轮机的目标监控部件所需的安全性监控数据,并基于所述目标监控部件所需的安全性监控数据,对所述目标监控部件进行裂纹扩展寿命安全性监控。
23.根据权利要求22所述的电子设备,其特征在于,还包括:远程客户端,所述远程客户端与所述处理器连接;
所述远程客户端,用于向所述处理器发送所述裂纹扩展寿命安全性监控指令,以及接收所述处理器反馈的监控结果。
24.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该程序被处理器执行时实现如权利要求1-15中任一项所述的核电汽轮机的应力腐蚀与疲劳安全性监控方法。
25.一种适用于核电汽轮机的监控平台,其特征在于,包括:如权利要求16-19中任一项所述的核电汽轮机的应力腐蚀与疲劳安全性监控装置;或者如权利要求20-23中任一项所述的电子设备;或者如权利要求24所述的计算机可读存储介质。
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