核级
调节阀的设计计算方法不同于常规
阀门的设计。核级阀门采用“分析设计”方法引入应力分类的概念。“分析设计”是以弹塑性失效准则为理论基础，应用极限分析和安定性原理允许容器材料局部屈服，采用最大剪应力理论（Tresca强度理论），以主应力差的最大值作为容器发生垮塌和破坏的依据，即称之为应力强度。
“分析设计”要求对容器所需部位的应力作详细计算，并根据应力在容器上的分布、产生的方式以及对容器失效所起作用的差异分为一次应力、二次应力和峰值应力，对各类应力及其组合的当量应力给以不同的限制。对一次应力的限制是防止过度的弹性变形和延性破坏，对一次应力加二次应力强度的限制是防止塑性变形引起的增量破坏，对峰值应力强度的限制是防止由周期性载荷引起的疲劳破坏。
RCCM法规要求阀门的设计计算要有编写的足够详细的
应力分析报告并且规定了核级阀门的壳体强度设计计算方法。设备在运行过程中可能会处于不同的工况，RCCMB3150规定了各类工况适用的最低准则级别。本文以A级准则为例，对核一级升降式
止回阀阀体强度进行了详细的有限元应力分析计算。
阀门主要设计参数如下：
系统代号：RCP130VP，HJUSA0050-X--核安全级别：核安全一级
公称通径：2’
公称压力：Class1500LB
工作温度：120℃
阀体材料：SA-182F316
设计应力强度值：115MPa
一、结构静力分析
在设计计算中采用ANSYSWorkbench11.0软件。在完成阀体有限元零件模型的建立之后，为了便于分析加载及节省计算机资源，选取阀体的1/2为研究对象。输入阀体零件材料：SA182-F316，设置阀体网格精度为100，选择高级网格控制，定义每个网格的尺寸为5mm，将整个阀体分为63651个单元，103500个节点。在阀门的出入口定义固定约束，在抛开的中截面上定义无摩擦滑动约束，在阀体内表面施加介质作用力20.3MPa。求解阀体的SINT应力和最大变形。阀体零件模型如图1-图4所示。
从阀体的最大变形值可以看出，阀体的网格尺寸在5mm时，最大变形量0.084606mm。现将网格尺寸扩大一倍并从新进行计算，得出最大变形量0.084197mm。可见最大变形量并没有多大的变化，说明网格收敛，并且精度足够精细，无网格发散情况发生，这时计算出来的设计应力强度值也将是阀体的真实值。
由应力分析云图可以看出最大应力值位置，在最大应力值处选取应力评定线（Path）提取薄膜应力、薄膜+弯曲应力值。如表1所示。
二、二次应力分析
对阀体重新进行分析并选择Steady-StateThermal模块，在阀体内表面输入介质温度120℃，在阀体的外表面输入环境温度20℃（假设没有保温层的存在，计算结果偏于保守），求解后选择StaticStructural模块，重复结构静力分析中的固定约束、无摩擦滑动约束及介质作用力等载荷的施加。通过ThermalCondition命令将热应力耦合到结构分析中，如图5所示。求解后，提取MEM+Bend应力值，即为阀体的二次应力值，如表2所示。
三、疲劳分析
在二次应力分析的基础之上，选择FatigueTool工具插入Damage，输入阀门设计寿命2000次，直接求解即可得出阀体的疲劳因子0.28144<1设计合格。
综上所述，ANSYS软件可以按照RCCM法规的要求进行设计计算，
止回阀的阀体强度分析过程满足RCCM法规的具体要求，阀体设计满足设计要求并留有足够的安全裕度。
参考资料
JB4732-1995钢制压力容器-分析设计标准。
RCCM，《压水堆核岛机械设备设计和建造规则》1998。
