田 宇 黄晓明 王瑞英 雷加静 史长青 许国良

(1.华中科技大学能源与动力工程学院 湖北武汉 430074;2.中国舰船研究设计中心 湖北武汉 430064 3.中广核工程有限公司核电安全监控技术与装备国家重点实验室 广东深圳 518172)

吊装孔是操作及维修人员进入舱室，核反应堆安全壳等设备结构的通道，保持其良好的密封性能对于设备安全具有重要的意义[1]。目前常采用的吊装孔结构为上端带密封法兰的圆筒体结构，其密封属于典型的接触密封，常采用螺栓-法兰-垫片结构的形式。这类结构虽然在船舶和能源化工等领域中被广泛应用，但其泄漏率预测方法的研究并不完善[2-3]。三维有限元力学分析是这类结构分析的常见手段[4-6]，但其主要研究目的是确保这类结构的力学设计合理性，对其密封特性的研究指导有限。一些研究者提出以紧密度为指标制定大口径螺栓法兰密封结构的设计规范[7-9]，彰显出泄漏率控制的重要性。然而，实施这一规范的关键在于能够对法兰密封结构的界面泄漏率进行准确定量预测，而这显然是一个极具挑战性的任务。文献[10-11]指出，提高泄漏率预测精度需要对泄漏形成原因及其机制描述进行更深入的研究。

界面泄漏形成原因是两密封面因机加工的粗糙度而形成泄漏通道[12]。泄漏机制模型就是能够准确描述泄漏通道微观形貌与气体输运之间的定量关系的模型。已有的泄漏机制模型包括平行圆板模型、三角沟槽模型、基于统计学粗糙表面形貌的泄漏率模型和基于粗糙表面分形表征的泄漏率模型。……