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研究生:許建民
研究生(外文):Chien-Ming Hsu
論文名稱:核能電廠飼水加熱器之薄化預估模式及可靠度研究
指導教授:吳文方
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣大學
系所名稱:機械工程學研究所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2004
畢業學年度:92
語文別:中文
論文頁數:99
中文關鍵詞:沖╱腐蝕可靠度分析飼水加熱器KWU修正經驗式
外文關鍵詞:reliability analysiserosion/corrosionKWU modified modelFHW
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本研究採用德國西門子公司提出的KWU修正經驗式預估核能電廠飼水加熱器殼側之沖╱腐蝕薄化程度,同時利用可靠度分析的概念,建立一套破壞機率預估模式。研究的工作主要分為三大部份:(一)收集研究管路沖╱腐蝕的預估模式,從中尋求其適當者,以套用在飼水加熱器的分析;(二)將飼水加熱器實際運轉的參數代入我們所選定薄化預估經驗式中,並利用核能一廠飼水加熱器殼側的實際檢測數據,驗證管路薄化預估經驗式是否可以使用在飼水加熱器殼側的薄化分析上;(三)利用可靠度分析的概念,考慮飼水加熱器運轉參數的隨機性,利用蒙地卡羅模擬法產生合理的運轉參數,代入經驗式中,以尋找最適嵌合的機率分佈函數,最後並算出飼水加熱器在各大修時的破壞機率。數值分析結果顯示,我們所採用的KWU修正經驗式應用在飼水加熱器殼側的沖╱腐蝕分析上有不錯的可信度,所預測出來的破壞週期與電廠實際運轉檢測的結果接近。在可靠度分析方面,我們由參數的隨機分析發現,如果模擬產生流體流速與溶氧量之隨機亂數離散性越大,則經KWU經驗修正式計算所得飼水加熱器殼側薄化率數據之離散性也越大;而溫度隨機變數的離散性對薄化率離散程度影響則很不明顯,此結果與實務經驗相符合。在隨機流速與溫度的情形下,飼水加熱器的破壞機率會在兩個週期間急遽增加;而在隨機流速與溶氧量的情況下,破壞機率增加的情形就沒有那麼急遽,會跨越三個大修週期以上。因此建議電廠日後可採用KWU修正經驗式來評估飼水加熱器殼側沖╱腐蝕薄化的情形,且引進可靠度分析的觀念,將飼水加熱器運轉參數的隨機性納入考慮,在此情況下,以上分析方法及其所得的結果,將可作為電廠經營者在監控飼水加熱器時另一項決策參考資料,期能達到以最低維護人力及費用有效監測每個飼水加熱器的目的。
In the present study, a model proposed by KWU Company is tested to be appropriate for use in the prediction of erosion/corrosion rate of the wall of feedwater heaters (FWH) in nuclear power plants. Based on this model, a reliability analysis algorithm is employed to find the probability for the FWH wall to be eroded and/or corroded to a specified thickness. It is found that, among various parameters, the dissolved oxygen content and flow velocity affect the erosion/corrosion rate the most. Under consideration of their randomness, they also affect the above mentioned probability very much. The increase of probability measure with respect to time is very rapidly at certain end-of-cycles (EOC). It indicates that a plant owner should be careful in planning detailed inspection of FWHs of the plant after a certain EOC.
誌 謝 i
摘 要 ii
ABSTRACT iii
表目錄 vi
圖目錄 vii
第一章 緒論 1
1.1研究動機與目的 1
1.2 文獻回顧 3
1.3本文內容 4
第二章 飼水加熱器與劣化機制介紹 6
2.1 飼水加熱器簡介 6
2.2 沖╱腐蝕現象與飼水加熱器的劣化機制 7
2.2.1 沖╱腐蝕現象介紹 7
2.2.2 飼水加熱器的劣化機制 9
2.3 非破壞檢測與修補方法介紹 10
2.3.1 非破壞檢測介紹與薄化量評估方法 10
2.3.2 殼側修補方法介紹 13
第三章 沖╱腐蝕分析模式與可靠度分析 27
3.1 沖╱腐蝕分析模式的建立 27
3.1.1 薄化率預估模式 27
3.1.2 KWU模式中參數的選擇 29
3.1.3 對照核能電廠檢測數據 30
3.2 可靠度分析介紹 31
3.2.1 可靠度概述 32
3.2.2 機率分佈函數 32
3.2.3 資料嵌合 35
3.2.4 適合度檢定 35
3.2.5 蒙地卡羅模擬 37
第四章 數值運算結果與分析 45
4.1 模擬流速與溫度為隨機變數 45
4.1.1 參數的模擬 45
4.1.2 資料嵌合與適合度檢驗 46
4.1.3 大修時期的破壞機率計算 47
4.2 模擬流速與溶氧量為隨機變數 49
4.2.1 參數的模擬 49
4.2.1資料嵌合與適合度檢驗 49
4.2.3 大修時期的破壞機率計算 49
4.3 結果討論 49
第五章 結論與建議 89
參考文獻 92
附 錄 94
PART I MiniTab R13介面介紹 94
PART II Graph 95
PART III Statistics -- Reliability/Survival 97
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