Brevet FR3020887A1 — publié le 20151113

PROCEDE DE CALCUL DU FACTEUR DE CORRECTION DANS L'EVALUATION DE FATIGUE SUR LES TRANSITOIRES DE CHAUFFAGE ET DE REFROIDISSEMENT DE LA CENTRALE RENVOI A DES DEMANDES ASSOCIEES La présente demande comporte une revendication de priorité fondée sur la demande de brevet coréen n° 102014-0054664, déposée le 8 mai 2014, au Bureau de la propriété intellectuelle coréen. CONTEXTE DE L'INVENTION Domaine de l'invention La présente invention concerne un procédé de calcul d'un facteur d'usage en fatigue, dans lequel une valeur d'intensité de contrainte dans une condition de fonctionnement réel peut être corrigée en multipliant une valeur d'intensité de contrainte, qui est obtenue dans une condition de fonctionnement de conception, par 20 un facteur de correction d'intensité de contrainte, dans une évaluation de fatigue concernant les états transitoires d'opérations de chauffage et de refroidissement d'une centrale. 25 Description de l'art connexe Une conception en fatigue des dispositifs principaux et des conduites d'une centrale nucléaire est effectuée selon ASME Sec. III NB-3200 et NB-3600. Une courbe en noir (a) de la figure 1 est une condition 30 de conception de chauffage. La centrale fonctionne en réalité dans une condition de fonctionnement inférieure à une condition de conception, telle qu'indiquée par une courbe en rouge de (a) de la figure 1. Ainsi, lorsqu'une évaluation de fatigue d'une centrale est 35 effectuée conformément à la condition de conception tandis que la centrale est en fonctionnement, elle peut entraîner une évaluation excessivement modeste plutôt qu'une évaluation réalisée dans la condition de fonctionnement réel, et entraîner une réduction d'une durée de vie en fatigue. Pour surmonter ces inconvénients, la publication de brevet coréen n° 10-1083121, liée à la présente invention, a proposé « Apparatus and method for calculating transient-based fatigue usage factor using 10 characteristic fatigue usage curve ». Le procédé proposé dans le document a supposé qu'un cycle d'intensité de contrainte n'est généré qu'une seule fois, comme illustré en (b) de la figure 1, dans une condition de fonctionnement réel (ou une condition de 15 fonctionnement normal) de (a) de la figure 1. Cependant, le cycle d'intensité de contrainte peut en réalité être généré deux fois ou plus conformément à une condition de fonctionnement, comme illustré en (c) de la figure 1. Par conséquent, le procédé présenté 20 dans le document résulte en une sous-estimation d'effet de fatigue. RESUME DE L'INVENTION Des exemples de modes de réalisation de la 25 présente invention surmontent les inconvénients ci- dessus et d'autres inconvénients non décrits ci-dessus. Par ailleurs, la présente invention ne doit pas nécessairement surmonter les inconvénients décrits ci-dessus, et un exemple de mode de réalisation de la 30 présente invention peut ne pas surmonter l'un quelconque des problèmes décrits ci-dessus. Pour résoudre les inconvénients ci-dessus et d'autres inconvénients de l'art antérieur, un aspect de la présente invention est de calculer correctement un 35 facteur d'usage en fatigue conformément à chaque condition de fonctionnement en généralisant un procédé de calcul numérique du nombre de générations d'un cycle d'intensité de contrainte en ce qui concerne une condition de fonctionnement réel, sur la base de facteurs de correction d'intensité de contrainte a et Un autre aspect de la présente invention est de permettre le calcul rapide d'un facteur d'usage en fatigue par la création d'une base de données de 10 l'intensité de contrainte dans des conditions de fonctionnement, qui sont susceptibles d'être générées, sur la base de facteurs de correction d'intensité de contrainte. Pour réaliser les objets décrits ci-dessus, il est 15 proposé un procédé de calcul d'un facteur d'usage en fatigue en utilisant des facteurs de correction d'intensité de contrainte a et p, le procédé comprenant une étape 1 de calcul d'intensité de contrainte dans une condition de fonctionnement réel en 20 multipliant l'intensité de contrainte en ce qui concerne une condition de conception par des facteurs de correction d'intensité de contrainte, qui prennent en considération une caractéristique de la condition de fonctionnement réel, telle qu'exprimée par l'équation 25 (4) ; SINTActual = a x Px SINTDesign une étape 2 de déduction d'une condition d'état 30 transitoire présentant la plage la plus grande de l'intensité de contrainte calculée ; une étape 3 de calcul d'intensité de contrainte alternée Sait ; une étape 4 de calcul d'un nombre de répétitions admissible par substitution de l'intensité de contrainte alternée 35 dans un diagramme de cycles admissibles d'intensité de contrainte alternée applicable à un matériau spécifique fourni par ASME Sec. III ; et une étape 5 de calcul d'un facteur d'usage en fatigue en divisant le nombre de cycles de fonctionnement réel par un nombre cycles admissible. fatigue conformément à chaque condition facteurs de correction d'intensité de contrainte a et EFFET DE L'INVENTION avantageux de calcul correct d'un facteur d'usage e den fonctionnement en généralisant un procédé de calcul numérique du nombre de générations d'un cycle d'intensité de contrainte en ce qui concerne une condition de fonctionnement réel en appliquant des La présente invention peut fournir un effet P. La présente invention peut également fournir autre effet de calcul rapide d'un facteur d'usage fatigue en créant une base de données de l'intensité contrainte en ce qui concerne des conditions fonctionnement susceptibles d'apparaître sur la base facteurs de correction d'intensité de contrainte. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES DES DESSINS Les aspects ci-dessus et/ou d'autres aspects de la présente invention seront plus évidents en décrivant certains exemples de modes de réalisation de la présente invention avec référence aux dessins joints, des résultats chauffage de réel avec et d'une du un en de de de sur de conception les variations en fonction contrainte correspondantes ; et lesquels : la figure 1 est une vue illustrant comparaison d'une condition de temps condition de chauffage d'intensité de la figure 2 est une vue illustrant divers motifs de chauffage susceptibles d'apparaître dans les fonctionnements de conception et réel. DESCRIPTION DETAILLEE DES EXEMPLES DE MODES DE REALISATION Certains exemples de modes de réalisation de la présente invention vont maintenant être décrits plus en détail avec référence aux dessins joints. La figure 2 illustre divers motifs de chauffage qui sont susceptibles d'être générés dans des conditions de fonctionnement de conception et réel. Le cas 1 montre le chauffage dans une condition de conception. Le cas 2 montre le chauffage - le maintien 15 de la température spécifique dans le temps - le réchauffage et le cas 3 montre le chauffage - le refroidissement complet - le réchauffage, tous deux dans une condition de fonctionnement réel. Un taux de chauffage/refroidissement dans la 20 condition de conception est de 100 °F/h, et un ta de ux de chauffage/refroidissement dans la condition fonctionnement réel est de 50 °F/h. Avec référence à la figure 2, pour la condition de chauffage - maintien de température - réchauffage (cas 25 2), un cycle de contrainte supplémentaire est généré une fois par rapport à la condition de conception (cas 1). Pour la condition de chauffage - refroidissement complet - réchauffage (cas 3), le cycle de contrainte supplémentaire est généré deux fois par rapport à la 30 condition de conception (cas 1). Par conséquent, en vue d'un effet en ce qui concerne le cycle de contrainte supplémentaire généré, des facteurs de correction a et p peuvent être obtenus par comparaison d'un résultat d'évaluation de fatigue 35 de la condition de conception (cas 1) avec un résultat d'évaluation de fatigue des conditions de fonctionnement (cas 2 et 3), et le nombre de fois que le cycle d'intensité de contrainte est généré peut être généralisé en utilisant les facteurs de correction a et p obtenus. C'est-à-dire qu'une étape de généralisation du nombre de générations du cycle d'intensité de contrainte en utilisant les facteurs de correction a et R obtenus par la comparaison entre le résultat 10 d'évaluation de fatigue de la condition la conception (cas 1) et le résultat d'évaluation de fatigue des conditions de fonctionnement (cas 2 et 3) est incluse. Ci-après, une description va être donnée d'un calcul d'un facteur de correction d'intensité de 15 contrainte a conformément à un type d'état transitoire. Pour calculer le facteur de correction d'intensité de contrainte a conformément au type d'état transitoire, une combinaison de charges avec un état transitoire arbitraire A est supposée. Une combinaison 20 de charges d'état transitoire de la condition de conception (cas 1) de la figure 2 et de la condition de chauffage - refroidissement complet - réchauffage (cas 3) est montrée dans le tableau 1. Le tableau 1 montre la combinaison d'états transitoires dans une condition 25 de chauffage. Tableau 1 Type d'état transitoire Combinaison d'états Sait (contrainte N transitoires alternée) 1 Cas 1 A (Si+SA)/2 1 2 Cas 2 A (S1+SA)/2 1 Cas 3 Cas 3 (S3+53)!2 1 Lorsque le type d'état transitoire 2 (cas 3) est généré, l'intensité de contrainte est différente de celle du type d'état transitoire 1 (cas 1). Par conséquent, un nombre de cycles admissible équivalent Neq pour le type d'état transitoire 2 est calculé en utilisant l'équation (1). Ici, N1 et N3 sont calculés en substituant un cycle pour chaque intensité de contrainte alternée du tableau 1 dans un diagramme de cycle admissible d'intensité de contrainte alternée applicable à un matériau correspondant fourni par ASME Sec. III. Neq 1 1 SI\ s, + SA SM S3 S 3 Suit 2 `soit = 2 Ici, l'intensité de contrainte équivalente Seq est calculée en substituant le nombre de cycles admissible équivalent Neq, calculé par l'équation (1), dans le diagramme de cycle admissible d'intensité de contrainte alternée pour le matériau correspondant fourni par ASME Sec. III. Enfin, le facteur de correction d'intensité de contrainte a conformément au type d'état transitoire est calculé par l'équation (2). (a : facteur de correction conformément au type d'état transitoire) Ci-après, un calcul d'un facteur de correction 30 d'intensité de contrainte p conformément à un taux de chauffage/refroidissement va être décrit. 8 3020887 Le changement du taux de chauffage/refroidissement provient du changement de l'intensité de contrainte. Ainsi, l'intensité de contrainte devrait être corrigée en calculant le facteur de correction d'intensité de 5 contrainte P conformément à chaque taux de chauffage/refroidissement. Le facteur de correction d'intensité de contrainte p est calculé, comme exprimé par l'équation (3), en tant que taux entre l'intensité de contrainte conformément à un taux de 10 chauffage/refroidissement spécifique et l'intensité de contrainte de conception. Ici, le taux de chauffage/ refroidissement spécifique peut être calculé en supposant qu'un taux de chauffage/refroidissement réel peut être changé jusqu'à 10 % à 120 % d'une valeur dans 15 la condition de conception. 13 S(0.1 - 1.2) x d.esign S design (3) SActual désigne l'intensité de contrainte dans 20 l'état transitoire réel et SDesign désigne l'intensité de contrainte dans l'état transitoire de conception. Ci-après, une description va être donnée d'un procédé de calcul d'un facteur d'usage en fatigue en utilisant des facteurs de correction d'intensité de 25 contrainte a et R. Les facteurs de correction d'intensité de contrainte a et p sont utilisés pour le calcul du facteur d'usage en fatigue, de la manière suivante. Étape 1 : l'intensité de contrainte est calculée 30 par l'équation (4) en prenant en considération une condition de fonctionnement de conception. S INTActual = a x x S INT Design Etape 2 : une condition d'état transitoire qui présente la plage la plus grande est déduite de l'intensité de contrainte calculée. Etape 3 : une intensité de contrainte alternée Salt est calculée. Etape 4 : un nombre admissible de cycles est calculé en substituant l'intensité de contrainte alternée Sait dans un diagramme de cycle admissible d'intensité de contrainte alternée applicable à un matériau correspondant fourni par ASME Sec. III. Etape 5 : un facteur d'usage en fatigue est calculé en divisant le nombre d'opérations réelles par le nombre admissible de cycles. La présente invention peut appliquer un procédé, dans lequel une valeur d'intensité de contrainte obtenue dans une condition de fonctionnement réel peut être corrigée en multipliant une valeur d'intensité de contrainte, calculée dans une condition de 20 fonctionnement de conception, par des facteurs de correction d'intensité de contrainte, à un calcul d'un facteur d'usage en fatigue. Cela peut permettre une évaluation plus précise de la fatigue sur des états transitoires d'opérations de chauffage et de 25 refroidissement d'une centrale. La présente invention n'est pas limitée par ces modes de réalisation préférés, et les hommes du métier apprécieront que divers modifications, ajouts et substitutions sont possibles, sans s'écarter des 30 caractéristiques essentielles de l'invention. Description des numéros de référence UF : facteur d'usage en fatigue N : nombre admissible de cycles 35 Neq : nombre de cycles admissible équivalent N : le nombre de cycles de contrainte S : intensité de contrainte SActual intensité de contrainte dans un état transitoire de fonctionnement réel SDesign intensité de contrainte dans un état transitoire de conception Salt : intensité de contrainte alternée Seq : intensité de contrainte équivalente a : facteur de correction de contrainte sur la base d'un motif transitoire : facteur de correction de contrainte sur la base d'un taux de chauffage/refroidissement Sl, SA, S3 : intensité de contrainte sur la base d'un état transitoire donné 11 REVENDICATIONS1. Procédé pour calculer un facteur d'usage en fatigue en utilisant des facteurs de correction de 5 contrainte conformément à un type d'état transitoire, le procédé comprenant : le calcul d'une intensité de contrainte en prenant en considération une condition de fonctionnement réel, en utilisant l'équation (4) dans laquelle SINT Design 10 représente une intensité de contrainte dans un état transitoire de conception, a et p représentent lesdits facteurs de correction de contrainte et SINTActuai représente ladite intensité de contrainte calculée 15 S INTActual =axPxS INTDesign .. (4) la déduction, à partir de l'intensité de contrainte calculée, d'une condition d'état transitoire présentant la plage la plus grande ; 20 le calcul d'une intensité de contrainte alternée (Sait) ; le calcul d'un nombre de répétitions autorisé en ( Salt) d'un 30 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel un facteur de correction de contrainte (a) conformément au type d'état transitoire est calculé par l'équation (2), dans laquelle Seq représente une intensité de contrainte équivalente, SA représente une intensité de 35 contrainte dans un état transitoire arbitraire A et S1 substituant l'intensité de contrainte alternée dans une courbe caractéristique de fatigue 25 matériau spécifique ; et le calcul d'un facteur d'usage en fatigue en divisant un nombre d'opérations réelles par le nombre de répétitions admissible.représente une intensité de contrainte dans un état transitoire de conception 3. Procédé selon la revendication 1, dans lequel un facteur de correction de contrainte ((3) est calculé par l'équation (3) dans laquelle Sdesign représente une intensité de contrainte dans un état transitoire de conception et S (0.1-1.2)xdesign représente une intensité de contrainte dans un état transitoire de fonctionnement réel 8(0.1 -1.2) x design, Sdesign, (3).