田 雷, 吴远峰, 张正习

(国核工程有限公司,上海 201100)

频域内换热管振动载荷识别

田 雷, 吴远峰, 张正习

(国核工程有限公司,上海 201100)

常用的载荷识别可以通过时域和频域进行解决.主要在频域内进行换热管载荷的识别,由于是初次进行尝试,因此选取单根的、线性结构的换热管进行研究,通过理论的推导和有限元模拟进行了载荷的成功识别.

换热管; 载荷识别; 频域

蒸汽发生器系统是核电站一、二回路的枢纽,它的主要作用是将一回路冷却剂中的热量传递给二回路给水,使之产生蒸汽来驱动汽轮发电机组发电.AP1000核电机组中蒸汽发生器基本参数主要有:设计温度(二次侧)315.5℃;设计压力(二次侧)8.274 MPa;每个蒸汽发生器流量为3.40×106 kg·h-1;每台换热器中含有10025根φ17.48 mm×1.01 mm的U型换热管,其中U型管最大的弯曲半径为1 887.22 mm,最小弯曲半径为82.55 mm.换热管工作环境恶劣,一二次侧均为高温高压快速流动的两相流体,长年的运行对管壁不断冲刷会造成磨损腐蚀.这种因为流体流动而使换热管损坏的现象叫流体诱导振动[1].这些金属的局部腐蚀对蒸汽发生器的换热管危害很大,容易造成换热管在运行过程中的失效,且具有难以预测的特点.

流体诱导管束的振动以及核燃料棒的振动在工程上是一个非常重要的问题.由湍流以及其他可能的流弹性现象产生的激励会导致换热管因材料疲劳而造成提前失效,或者因受到振动冲击而有所磨损.因此诸多学者[2-4]提出了很多预测方法和……