蒸发器含缺陷传热管爆破压力的计算

以传热管缺陷的伤深比α和当量长度比γ为参量，采用含缺陷直管段试样的爆破压力测量值和选定的拟合函数，经过变换后，应用最小二乘法建立了含缺陷传热管爆破压力的拟合公式。应用拟合公式计算了两种材料传热管60多个试样的爆破压力和剩余强度系数（RSF），其计算值和测量值的误差都在工程计算精度范围之内。     

压水堆核电厂蒸汽发生器传热管的降质问题

核电厂蒸汽发生器传热管的降质将影响到核电厂一回路边界的完整性。通过对蒸汽发生器传热管的降质模式进行分析，并对在役传热管无损检测技术应用以及寿命预测的介绍，从而针对产生的传热管降质的原因，采取相应的防护措施，确保蒸汽发生器传热管的安全运行。     

蒸汽发生器传热管胀管区旋转涡流探头检查技术研究

蒸汽发生器传热管是反应堆一回路屏障最薄弱的部分,其完整性是核安全的重要保障。从国内部分蒸汽发生器运行的实际情况来看,胀管过渡段可能存在点蚀及应力腐蚀裂纹等缺陷,并且已经发现传热管胀管区存在泄漏的情况。为了更有效和可靠地检测出胀管过渡区出现的缺陷,我们开展了旋转涡流探头检验技术研究,制作相应的MRPC探头,进行涡流方法试验,改进和完善MRPC探头并形成传热管胀管区旋转涡流探头检查技术,并成功应用于各蒸汽发生器的役前和在役检测。     

蒸发器传热管堵管判据的研究

以传热管缺陷的伤深比α和当量长度比γ为参量,利用爆破压力拟合计算公式和强度条件,导出了含缺陷传热管的安全评定判据和堵管条件,提出了传热管在役检查的验收判据和堵管条件。     

核电站蒸汽发生器传热管涡流自动检测系统研制

设计了蒸汽发生器传热管涡流自动检测系统,从探头定位系统、探头扫查系统、集成传输系统和相关软件等方面,分析了系统设计。将系统用于对核电站蒸汽发生器传热管进行涡流检查,能够及早发现传热管上存在的缺陷,为进一步采取的维修措施提供准确的参考依据,并成功应用于各核电厂的役前和在役检测。     

美国压水堆核电厂蒸汽发生器传热管完整性要求探析

核电厂蒸汽发生器传热管的完整性对反应堆的安全运行至关重要.为了确保传热管的完整性,美国核管理委员会采用了基于性能的监管机制.此外还补充了一些规定性要求.该机制认为,传热管的材料根据美国目前使用的管材和热处理工艺共有三种组合,监督要求取决于所用材料的类型.本文概述了确保蒸汽发生器传热管完整性的监管机制,重点介绍了蒸汽发生...     

蒸汽发生器传热管导热系数的测量研究

蒸汽发生器传热管的导热系数是热工分析的重要输入参数之一,该导热系数很难通过理论计算或常规的试验装置直接获得。运用一维稳态导热的原理,针对传热管导热系数的测量,设计了一种圆管法导热系数测量装置。误差分析表明,该测量装置的精度控制在0.5%以内,满足工程的要求。利用该测量装置对4种蒸汽发生器用管进行测试,形成每种传热管导热系数随温度变化的拟合公式,通过该公式可求得每种合金管在使用温度范围的任意温度点的导热系数,为蒸汽发生器传热计算提供可靠的参数。     

蒸汽发生器单根传热管振动特性试验和分析

掌握蒸汽发生器单根传热管的振动特性是开展管束区流致振动分析评价的基础,针对某型蒸汽发生器,选取弯管半径最大的局部单根传热管,通过试验方法研究传热管管内外附加水质量、管内压力、防振条支撑间隙以及防振条支撑位置传热管正常磨损等因素对振动特性的影响,并通过试验结果与分析结果进行对比,论证设计间隙情况下分析模型和边界条件的合理性。研究结果表明,附加水质量会造成传热管频率降低,管内压力和传热管正常磨损不会影响传热管振动特性,连续两个防振条支撑点间隙大于0.13 mm会造成传热管弯管区开始出现支撑失效,处于设计名义间隙内的传热管在防振条位置的边界条件可以近似简化为简支。     

核电站蒸汽发生器传热管机械堵管工艺评定

堵管是核电站蒸汽发生器传热管破损的主要维修方法.根据ASME B&PVC规范,介绍了核电站蒸汽发生器机械堵管工艺评定的相关要求,如水压试验、热态循环试验等,并举例介绍了具体的评定过程,供核电站蒸汽发生器堵管工具设计、制造及维修单位参考.     

蒸汽发生器传热管流弹失稳计算

蒸汽发生器管束一旦出现流弹失稳现象,可以在很短的时间内破坏传热管的完整性,影响核电站安全。因此,在设计蒸汽发生器时要预测与防止传热管流弹失稳现象。通过有限元软件ANSYS的梁单元建立传热管模型,进行模态分析并提取相关结果;然后将模态分析的结果代入MATLAB计算传热管流弹不稳定率并和专用软件进行对比。该方法计算结果与专用软件吻合,且分析表明套筒开口区与弯管区流速对流弹不稳定率影响较大;管子高频时不易发生流弹失稳现象。     

核电厂蒸汽发生器运行维护的措施

蒸汽发生器是核电站的重要设备之一,通过对蒸汽发生器运行性能、结构特性降解表现形式以及影响因素的分析,结合国内外核电领域的研究成果和运行经验,描述了在役蒸汽发生器在功率运行期间水化学管理,换料大修停用期间二次侧泥渣冲洗、内部构件检查、保养等方面需采取的维护措施;进行蒸汽发生器结构完整性评估,以降低蒸汽发生器传热管破损风险,保障蒸汽发生器结构的完整性。     

蒸汽发生器堵头设计与堵管研究

堵管是核电站蒸汽发生器传热管破损的主要维修方法。调研并设计了堵头的结构，利用有限元软件ANSYS仿真分析了堵管过程，进行了堵管试验，并对被堵的传热管进行了密封性和力学性能检验。试验结果表明，堵头的结构设计合理，堵管通过了RCC—M规定的性能测试。     

基于ANSYS的蒸汽发生器机械堵管接触分析

为了分析蒸汽发生器传热管维修时机械堵管过程中的堵头材料受力与形变,研究堵头滑块滑动距离对套筒与传热管的径向膨胀及接触压力的影响,验证堵头结构参数设计的合理性,借助有限元软件ANSYS接触分析工具,模拟实际堵管过程中堵头滑块、堵头套筒与传热管及管板的接触情形,得到接触区域的径向位移与接触压力随时间变化图像。经仿真分析,证明堵头结构及堵管工艺设计合理,接触分析为堵管物理实验的开展与我国蒸汽发生器传热管堵管技术的开发奠定了基础。     

蒸汽发生器换热管衬管液压胀接工艺研究

核电站蒸汽发生器是将反应堆的热能传递给二回路介质以产生蒸汽的热交换设备,其中的传热管起着保障热通量变换和防泄漏的作用。但是在长期的高温高压与高腐蚀状态下,传热管也更易破损,给核电厂的安全性与经济性带来威胁。通过总结国内外衬管技术的应用并分析各种技术的优缺点,最终以液压胀接工艺为主要试验技术,对Inconel 690合金双管之间的胀管力计算和胀接试验过程进行研究,最终得出最佳液压胀接压力区间。     

蒸汽发生器含轴向裂纹传热管的失效压力分析

运用有限元法计算了含轴向表面裂纹传热管的失效压力,拟合了计算公式,并根据计算结果分析了失效压力随裂纹几何尺寸变化的规律,最后与有关经验公式进行了比较分析。     

核级Incoloy 800合金传热管胀接残余应力试验研究

Incoloy 800合金具有良好的耐腐蚀性能,被用作核电站蒸汽发生器传热管。试验分析了机械胀接工艺对φ22 mm×1. 3 mm核级Incoloy 800合金传热管残余应力的影响,结果表明,管子胀接区域残余应力最大,过渡区域次之,未胀接区域最小;胀接和过渡区域轴向残余应力大于环向残余应力;残余应力随管子胀接变形量的增加而增大。该研究可为蒸汽发生器胀接工艺优化以及胀接接头的可靠性分析提供参考。     

核电蒸汽发生器传热管/管板接头传热管内壁的焊接残余应力分布

采用自行搭建的管道内壁残余应力测试平台,通过切割法测得核电蒸汽发生器传热管/管板接头传热管内壁的焊接残余应力,结合有限元模拟,研究了传热管内壁焊接残余应力的分布规律。结果表明:试验测得传热管/管板接头中传热管内壁近焊缝处的轴向和周向残余应力均为拉应力,随着距焊缝中心线距离的增加,残余拉应力减小并变为压应力,在距离焊缝中心线12mm处,残余压应力最大,在距离焊缝中心线21mm处残余应力减小至焊前初始应力;传热管内壁焊接残余应力分布的模拟结果和试验结果基本吻合,该有限元模型可以准确模拟核电蒸汽发生器传热管/管板接头传热管内壁焊接残余应力的分布规律。     

蒸汽发生器传热管湍流激励功率谱密度计算

湍流激励是核蒸汽发生器换热管发生流致振动的重要机理之一,也是微振磨损的重要诱因。为计算换热管的微振磨损速率,需要首先获得湍流激励功率谱密度（PSD）,其此前只能通过试验的方法获取。为利用CFD方法获得换热管上的湍流激励功率谱密度,建立了蒸汽发生器换热管束流场的数值模型,基于LES方法计算得到了管束内部的流场分布,提取了传热管上所受流体力并计算得到了其功率谱密度,计算结果与试验结果吻合良好。结果显示,管束内部传热管所受流体力为具有尖峰特征的宽频信号,其能量集中在一定带宽内。其结果为利用CFD方法计算传热管微振磨损建立了基础。     

蒸汽发生器传热管与管板焊缝应力和疲劳分析

蒸汽发生器是压水堆核电厂的关键设备之一,其中的传热管与管板一般采用胀管加焊接的方式保证密封性。传热管与管板之间的焊缝的几何尺寸小,应力情况复杂,同时该位置极易发生泄漏,因此该焊缝的应力分析与评价是核电厂安全的重要基础。文中采用有限元方法对传热管和管板焊缝进行了应力分析,分析中采用了多孔板等效、刚度等效和孔边环向应力等效等多种方法,简化了模型的复杂度,计算得到了各种工况下的应力情况,并按照ASME规范对其进行了评定。     

直流过热刺刀管式蒸汽发生器设计分析

采用直流过热刺刀管式蒸汽发生器作为自然循环池式铅铋快堆的主蒸汽发生器。刺刀管式蒸汽发生器传热管由内外两根管同心组成，使得环形通道内工质与内管工质及壳侧工质同时换热，造成设计困难。提出了刺刀管式蒸汽发生器离散式设计方法，,并利用该方法设计了热功率为37.5 MW的直流过热式刺刀管式蒸汽发生器。从换热管数量、环形通道尺寸、内管保温层的导热系数三个方面对刺刀管式蒸汽发生器进行了设计分析，同时采用JF因子对蒸汽发生器的综合性能进行评价。研究表明，当换热管数量由244根增加到550根，一次侧流阻由40 kPa下降至5 kPa,JF因子增加0.4,蒸汽发生器性能提升；环形通道宽度增加0.5 mm,换热段长度增加10%左右，总传热系数和JF因子分别下降13%和14%,蒸汽发生器性能下降；内管保温层导热系数与换热段长度成线性关系，保温导热系数增加，蒸汽发生器的综合性能下降。因此，刺刀管式蒸汽发生器设计宜采用较多的换热管数量、导热系数较小的内管保层材料，同时选择合适的环形通道尺寸，获得最佳的JF因子值。