潘永庆

【摘要】本文依据美国核管会（NRC）的最新研究理论以及断裂力学的基本理论，进一步分析研究了承压热冲击下反应堆压力容器断裂力学问题，并提供了一些有效性的数据。分析表明：压力容器的表面裂纹和靠近内壁面的埋藏裂纹在反应堆过冷瞬间容易发生开裂，而其深埋裂纹则相对而言不易发生开裂；在其它因素相同的条件下，其环向裂纹不易开裂，而轴向裂纹较易开裂。

【关键词】承压热冲击（PTS）；反应堆压力容器（RPV）；断裂力学探究

反应堆压力容器（RPV）的过冷瞬态是指：在反应堆冷却剂系统发生故障（失水事故）的时候，高压安全注入系统启动，把冷水迅速注入RPV的过程，也被称为承压热冲击（PTS）[1]。在PTS状态下，把冷的安注水迅速注入到还处于高温状态下的RPV内壁时，这种较大的温差必将会引发较强的热应力，从而使反应堆压力容器（RPV）内壁产生较大的拉应力，还有内压的作用，就会造成RPV内表面发生开裂。近年来，PTS断裂力学研究技术已日渐成熟，PTS分析有利于提高反应堆整体安全系统的安全性。

一、断裂力学的基本理论

（一）断裂力学的概念

断裂力学是指固体力学的一个重要分支，该学科要在假定裂纹存在的条件下，寻求裂纹长度、材料抗裂纹增长的固有阻力以及能使裂纹高速扩展从而导致结构失效的应力之间的定量关系[2]。

是对应于 的安全系数。

（二）应力强度因子KI和参考断裂韧性KIR

裂纹有三种基本的类型：1、张开型（拉伸型），简称I型；2、同平面剪切型（滑移型），简稱II型；……