浮动堆长期处于海洋环境中,其安全壳设备闸门处于海洋环境下浮动堆的随机运动状态中,同时外部的冲击事故也会对其结构造成严重破坏,由设备闸门与安全壳一起形成第三层屏蔽,包容放射性物质,是安全壳压力边界的重要组成部分,也是安全壳压力边界较薄弱的环节,因此设备闸门密封性能对于浮动堆的核安全至关重要。结合水动力学和瞬态动力学,分析事故工况下设备闸门密封面上下法兰的变形,提取最大变形处相对位移值,构建二维密封面模型模拟事故工况下密封面变形情况,并基于二参数的Mooney-Rivlin本构模型描述密封圈材料的应变能函数,分析密封圈总体变形、应力分布、接触应力分布,结合试验数据判定海洋环境下浮动堆设备闸门事故工况下密封性能分析。

目前国内外缺少大直径、高压力设备法兰用焊接密封垫片规格参考标准,国内相关标准中也没有金属垫片应力校核的方法和要求。通过分析预紧状态下焊接密封垫片受力,总结出了垫片应力校核方法。通过核算DIN 2695-2019《Diaphragm-weld Packings and Weld Ring Seals for Flange Connections》中部分焊唇式密封垫片受力情况,确定了垫片受力合格指标。通过迭代计算给出了不同公称直径、不同公称压力下设备法兰用焊唇式密封垫片的参考尺寸,可供压力容器设计人员参考。

基于满应力设计原则对某中压设备的设备法兰进行优化设计.通过对法兰环和锥颈尺寸的调整使法兰达到三项应力均接近相应的许用应力,从而获得结构紧凑、受力合理、密封可靠的连接.