防断组件及其支承柱高周疲劳分析

反应堆堆内构件是反应堆冷却剂系统中的重要设备,其设计结构要求在全寿期内保持高度可靠性。在国内外核电厂运行过程中,曾发生堆内构件因流致振动而出现故障和损坏事件,直接影响了反应堆的安全运行和经济效益。本文以堆内构件防断组件及其支承柱(SCSS)为研究对象,研究其在流致振动载荷和泵致振动载荷下的动态响应,并对结构进行谱分析和谐响应分析。最后根据ASME锅炉及压力容器规范对防断组件及其支承柱各部件进行高周疲劳评定,计算结果表明各部件交变应力强度满足规范限值的要求。     

格架夹持失效对燃料棒流弹稳定性及漩涡脱落影响的数值研究

流弹稳定性和漩涡脱落是流致振动分析的两个重要机理。由于制造工艺、运输、辐照影响，格架对燃料棒的夹持作用可能失效。以I、II型燃料组件为例，研究了夹持失效对燃料棒固有频率和振型、流弹稳定性以及漩涡脱落的影响。结果表明:刚凸支承失效对固有频率的影响与振型有直接关系，原振幅较大的位置附近刚凸支承失效对固有频率的影响明显。刚凸支承失效对两种型号燃料棒固有频率的影响类似。对于I型组件，燃料棒顶部和底部的流速较大，大小相当，顶部和底部格架的刚凸支承失效对流弹稳定性及漩涡脱落比值有较大影响。对于II型组件，顶部格架刚凸支承失效对流弹稳定性及漩涡脱落比值的影响明显。      

反应堆冷却剂回路温度计套管流致振动分析

反应堆冷却剂回路温度计套管在流体流动冲刷下的振动主要有两种激励机理：湍流和旋涡脱落,本文计算了G1″和G1″1/4温度计套管的固有频率和旋涡脱落频率．分析了这两种不同尺寸的温度计套管的旋涡脱落锁定,并采用简化的工程方法对温度计套管的流致振动进行了疲劳分析研究．     

核承压热交换器两相流流致振动现象研究

为保障核承压热交换器的安全运行,采用数值模拟以及软件计算相结合的方法,对核承压热交换器两相流流致振动现象及减振措施进行了探究。研究结果表明:基于流致振动发生机理,热交换器横流速度、固有频率、卡门旋涡脱落频率以及紊流抖振频率为重点分析因素;由公式得出流量、换热管直径、换热管壁厚、管束排列等对流致振动有直接影响,无支撑跨距是影响管束流致振动较大因素;最易发生流致振动的部位包括入口区域、出口区域、折流板缺口区域以及无支撑跨距大管束;设计中,应在流量、换热管直径、壁厚、无支撑跨距、管束排列及入口防冲挡板设置等方面优化,以减小流致振动危害。     

六边形组件流致振动响应数值分析

工程堆用六边形组件受到冷却剂的作用会发生流致振动,采用数值分析方法对六边形组件的振动特性和流致振动响应进行分析研究,通过数值仿真计算了六边形组件在空气中和静水中的一阶固有频率及相应振型,并结合试验结果运用流致振动响应计算方法研究了流体力作用下结构的动力响应,获得了响应的最大应变值。计算结果和试验结果精度在同量级,验证了本文数值分析方法在六边形组件流致振动响应研究的可行性。     

反应堆堆内构件流致振动特性研究

以某新型工程试验堆为研究对象,采用试验分析与仿真计算相结合的手段探索该试验堆堆内构件流致振动特性。在流致振动试验中,根据相似准则建立了1/2的缩比试验模型,并在整体水力模拟台架上开展了100%额定流量工况下的堆内构件流致振动试验,测量了吊篮组件和二次支承组件在流体作用下的动力响应;根据吊篮组件和二次支承组件所受激励的不同,结合试验结果分别采用不同的计算方法得到了流体力作用下结构的动力响应,分别获得了100%额定流量工况下的最大应力值。     

秦山核电二期工程反应堆二次支承组件振动特性现场测试

核反应堆运行时,二次支承组件将长期承受巨大的横向流体冲击力,为确保其可靠性,开展了秦山核电二期工程反应堆二次支承组件在空气中的振动特性现场测量,获得二次支承组件的振动频率、振型和阻尼比,为安全评审提供了依据,并为后续的流致振动分析提供输入数据.     

中国实验快堆辐照容器组件流致振动实验

在水力实验台架上利用DASP-V10振动测量系统对中国实验快堆结构材料辐照容器组件进行流致振动实验。通过实验,得到组件前5阶固有振动特性(固有频率、振型)及额定流量工况(0.6m3/h)和120%额定流量工况下组件的振动响应及动态应变响应。实验以固有振动特性测量结果来指导开展组件在运行工况下的流致振动实验,并根据得到的流致振动结果结合组件固有振动特性从振动力学原理上阐述了辐照容器组件共振现象的产生及其对组件运行的影响。     

10MW高温气冷堆蒸汽发生器传热小螺旋管流致振动分析

根据10MW高温气冷堆（HTR－10）蒸汽发生器传热小螺旋管的具体结构,提出了相应的计算模型;针对传热管振动的主要机理、流体弹性不稳定、旋涡脱落和湍流激励,依据目前所能够查阅到的文献资料中提供的半经验模型,做了详细分析和校核计算。分析结果表明,HTR－10蒸汽发生器在设计工况下运行时,不会发生流体弹性不稳定所导致的大振幅振动,也不会产生旋涡脱落引起的联锁共振;湍流激励对小螺旋管振动的影响很小。它在避免流致振动方面的设计是安全、可靠的。     

不同流道宽度下流体掠过方柱的旋涡脱落特性数值模拟

方柱结构的旋涡脱落特性一直是学术研究的热点。流体掠过方柱体时在方柱后产生的旋涡脱落有可能引发方柱的流致振动。文章使用BELIEF程序,通过模拟在不同流道宽度条件下流体掠过方柱的旋涡脱落情况,研究流道宽度对流体掠过方柱的旋涡脱落特性的影响。结果表明:流体旋涡脱落斯特鲁哈数(St)随着流道变窄而增大;当流道宽度(H)远大于方柱迎流面特征尺寸(方柱横截面边长w)时,St随流道宽度变窄变化缓慢,流道宽度的变化对旋涡脱落特性的影响很小;随着流道宽度继续变窄,流道宽度对流体旋涡脱落特性的影响逐渐增大。当流道宽度与方柱特征尺寸之比B(H/w)减小至一定值时,旋涡脱落频率随流道变窄而急剧增大。