浮动核电站系统典型用泵动力吸振器的设计

浮动核电站系统典型用泵（典型泵）在系统运行期间振动线谱突出,加大了整个系统的振动水平。本文以典型泵在49 Hz处的振动特征线谱为控制对象,开展动力吸振器的设计研究。结合系统运行环境、吸振器吸振原理、安装方式等多方面因素,初步提出吸振器设计参数,并探讨吸振器几何参数、质量、阻尼对吸振频率的影响;建立典型泵的动力吸振器有限元模型,验证动力吸振器的吸振效果,并分析吸振器质量、阻尼、安装个数对吸振性能的影响。结果表明:动力吸振器满足在8~400 Hz的频率范围内可调,加装动力吸振器后典型泵在49 Hz处的振动线谱控制效果可达到7.3 dB。      

管道系统多频吸振器性能试验研究

针对管道系统的振动噪声和安全问题,本文根据多频吸振器的设计方法,设计了一种适用于一回路管道系统的多频吸振器,通过典型管道系统模型,对多频吸振器性能进行试验分析,通过对试验数据的比较与分析,说明该种多频吸振对管道系统的振动具有明显的抑制作用。     

660 MW水氢氢冷发电机定子振动的分析与处理

针对某660 MW水氢氢冷发电机首次启动即出现的定子振动严重超标何题,通过轴系动平衡、氢冷器压沙袋等措施将振动值控制在长期运行标准范围内,根据发电机历次启停机的峰值转速和模态试验结果诊断为局部共振,并确定根本原因为发电机2阶反相振型模态频率过于接近工作频率。通过发电机三维建模仿真得到载荷分配调频方案,最终实施特定的载荷分配方案彻底解决发电机振动问题,对处理同类型发电机定子振动具有一定的借鉴意义。     

核电厂半速发电机在线振动测量值高原因分析

针对国内某核电半速汽轮发电机在线振动测量值高的问题,从振动频谱、离线振动测量、电磁干扰验证以及固有频率敲击试验等进行分析;结果表明:振动传感器支架固有频率接近发电机工频的4次谐波形成共振,是在线振动测量值高的原因。     

核电厂半速发电机传感器支架共振解决方法研究

测点支架的一阶固有频率接近发电机工频的4次谐波,造成支架共振,是导致在线振动测量值高的原因。利用三维立体建模软件对振动传感器的支架进行建模,并用有限元分析软件对其进行频率特性分析和计算,通过增加质量块和增加刚度两种解决方法,改变振动传感器支架的固有频率,可避免共振。     

蒸汽发生器与热交换器流致振动

在蒸汽发生器和热交换器的设计阶段应避免可能导致管子破损的过大振动。所以，在制造壳管式热交换器前应全面分析流致振动。必须指出，管子振动应低于许可水平，并且没有难以接受的共振和流体弹性不稳定性。振动分析按以下步骤进行：1）计算流量分布；2州算动态参数（即阻尼、有效管子质量、动态刚度）；3）导出振动激励机理公式；4）预测振动响应；5）评估受损结果（即对比许可值）。文中对每一步都提出了适用的要求。本文可用于核蒸汽发生器以及二次侧有液体的壳管或热交换器。     

VVER-1000型核电机组国产主给水泵组系统振动分析治理

本文详细介绍了国产主给水泵组在调试过程中出现管系、阀门、泵机组振动现象,针对振动超标问题进行了详细的原因分析,通过严格完善设计支架的施工、完善管系设计优化、低位布置最小流量阀方案消除水锤造成的汽阻现象,解决了泵组不对中及基础移位现象;通过增加弹性基础强度降低泵组固有频率、增加电机平衡配置块、消除了基础的共振,振动治理过程及验证的技术管理总结,为国产主给水泵在弹性基础组合结构的施工提供了良好借鉴,表明我们已掌握了弹性基础泵组的施工及振动治理技术。     

高温气冷堆出口连接管束的流致振动研究

基于实验和数值模拟分析,以高温气冷堆蒸汽发生器传热管为对象,研究了流体攻角和截面圆角半径对带圆角的矩形截面柱（简称圆角方柱）旋涡脱落共振和驰振的影响,得到了不同攻角和不同圆角半径下圆角方柱的绕流特性,包括斯特劳哈尔数（St）和升阻力系数。研究结果表明,随着圆角半径的增大,结构的St增大,旋涡脱落共振对应的流速降低,同时驰振力系数逐渐增大,结构发生驰振的临界流速降低,但发生驰振失稳的攻角范围有所减小。本文研究为高温气冷堆蒸汽发生器传热管束矩形截面结构的流致振动设计提供了重要的依据。     

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。     

非均匀两相流传热管流致振动中阻尼模拟研究

在蒸汽发生器传热管流致振动分析时,由于传热管二次侧为汽水两相流,且空泡份额从下到上逐步增加,使得传热管上各位置的阻尼不同,需开展非均匀两相流中传热管的阻尼模拟研究。使用Pettigrew的两相流中管阻尼公式,结合典型实例中空泡份额沿传热管分布情况开展后续分析。传热管阻尼中的两相阻尼分量,分析了常用工程软件空泡份额处理方法阻尼高估的弊端,原因在于空泡份额影响系数的非线性。引入分段加权的方法,研究了不同分段长度的影响,表明应尽量减小分段长度。针对后续的分段（非均匀）阻尼加权等效问题,对比了工程方法和规范中不同加权因子的影响,彼此差异较小。开展了不同阻尼输入的流致振动分析结果比较,判断Pettigrew阻尼公式的适用性。由上述4个问题的研究给出推荐的非均匀两相流中传热管阻尼模拟方法,以更准确地开展传热管流致振动分析。      

八万千伏安交流脉冲发电机组

本文综述了八万千伏安交流脉冲发电机组概况,在研制这类发电机中,对电磁方案设计、转子表面谐波发热温升判定、定子绕组和转子阻尼绕组的特殊结构、六相电机突然外部短路分析实验、轴系结构与扭振等六个特殊问题的处理技巧和方法进行了分析。结合主要的实验数据和几年运行情况,对八万千伏安交流脉冲发电机组进行了综合性评价。     

八万千伏安交流脉冲发电机组

本文综述了八万千伏安交流脉冲发电机组概况,在研制这类发电机中,对电磁方案设计、转子表面谐波发热温升判定、定子绕组和转子阻尼绕组的特殊结构、六相电机突然外部短路分析实验、轴系结构与扭振等六个特殊问题的处理技巧和方法进行了分析。结合主要的实验数据和几年运行情况,对八万千伏安交流脉冲发电机组进了综合性评价。     

核电厂立式泵电机多故障耦合振动问题的处理

某核电厂立式水泵配套电机存在两径向方向振动差异大、启机后振动缓慢上升的振动现象,为解决该问题,本文利用频谱分析、固有频率分析、相位分析等方法进行故障诊断,判断出该配套电机存在结构共振、转子热弯曲、动不平衡的耦合问题,并最终通过调整螺栓及现场动平衡方法成功解决了振动问题。      

GeV/mA量级高功率圆形加速器中整数共振的抑制与利用

固定场交变梯度加速器（FFAG）是下一代GeV/mA量级高功率加速器的可能性方案,有潜力产生平均功率高达数个兆瓦的质子束。GeV量级等时性FFAG属于圆形加速器,目前主要面临整数共振穿越和高功率束流的高效率引出两个瓶颈问题。为了解决这两项瓶颈问题,本文提出了整数共振抑制器（IRS）的概念。IRS不仅对整数共振有显著的抑制作用,还可以利用整数共振激发可控的径向振荡,扩大引出圈间距,提高引出效率。以中国原子能科学研究院提出的等时性FFAG（CYCIAE-FFAG）方案为例,IRS不仅可有效抑制整数共振引起的束流包络增长（小于5%）,还可以用作引出圈间距优化（扩大至3 cm以上）。理论分析与数值模拟表明,基于IRS的设计方案有潜力成为下一代GeV/mA量级高功率圆形加速器的解决方案。     

高温气冷堆出口连接管束的流致振动研究

基于实验和数值模拟分析,以高温气冷堆蒸汽发生器传热管为对象,研究了流体攻角和截面圆角半径对带圆角的矩形截面柱(简称圆角方柱)旋涡脱落共振和驰振的影响,得到了不同攻角和不同圆角半径下圆角方柱的绕流特性,包括斯特劳哈尔数(St)和升阻力系数。研究结果表明,随着圆角半径的增大,结构的St增大,旋涡脱落共振对应的流速降低,同时驰振力系数逐渐增大,结构发生驰振的临界流速降低,但发生驰振失稳的攻角范围有所减小。本文研究为高温气冷堆蒸汽发生器传热管束矩形截面结构的流致振动设计提供了重要的依据。     

主泵试验台架振动原因分析与修改方案

反应堆冷却剂泵（简称主泵）在试验台架进行试验时出现振动偏大的现象,振幅超出样机规范书的要求,振动数据的频谱显示为低频振动。通过转子动力学的有限元方法分析了主泵的振动特性,对比振动频谱排除了主泵转子振动和轴承等自身振动的原因。提出了主泵振动特性分析应包括试验台架整体。将主泵、试验回路和试验台架作为整体,分析了整体的振动特性。结合敲击试验推断振动的原因是试验回路中流体压力脉动的宽频激励引发了主泵和试验台架整体振动,并在低速运行试验中进行验证。在此基础上提出了修改方案,包括增加吸能阻尼器、提前投入缓冲罐和滤波等,重启试验后主泵振动明显减小。     

核电厂旋转设备拍振问题分析和治理

旋转机械作为核电厂重要的流体介质输送设备,在核电厂日常运行期间起重要作用。其中,振动是旋转机械设备最关键的参数指标之一,过去因各类振动故障导致设备失效的案例数不胜数,而拍振是一种比较特殊的振动故障类型。经验表明,核电机组调试期间经常出现旋转机械的拍振问题,导致设备振动状态较差,影响设备安全稳定运行,延缓调试进度。因此,掌握拍振发生的原理、拍振函数参数特征,了解各类拍振问题的典型案例是非常必要的,同时对拍振现象进行总结和归纳,考虑能从根本上解决拍振问题的方法及思路。总结发现,最重要的几类拍振故障类型包括相邻设备的拍振、二极电机二倍频激振力与电磁激振力的拍振、多皮带传动系统运行时各条皮带之间发生的拍振等三类典型情况,需结合拍振故障的原理及特征,分别为上述情况考虑最合适的振动治理思路,采取手段降低或消除其中至少一个主要频率分量的振动幅值。详细研究上述典型案例的治理过程、对于后续解决核电机组调试、生产运行或其他重工业企业投产期间遇到的旋转机械拍振问题具有一定的参考价值和指导意义。     

核电厂仪表管道振动疲劳耐久性能改进研究

针对役前及初始运行期间核电厂出现较多的仪表管道振动疲劳断裂问题,设计了两套不同规格及焊接方式的、端部带有集中质量的悬臂管道试验件。对试验件开展了宽带随机耐久试验,分析了试样振动交变应力幅、频率响应特征及疲劳寿命,结果表明,通过采取增大管道外径和壁厚、改变焊接形式等措施,能够显著改进结构低频共振、试样振动疲劳寿命分散性较大等问题,显著提升管道结构的振动疲劳耐久性能。     

高温气冷堆传热管束驰振现象的数值研究

驰振是一种气动不稳定现象,可能导致结构发生剧烈振动而失效。高温气冷堆蒸汽发生器内传热管束处于高速氦气的环境中,其截面为带圆角的方形。为研究这种特殊截面管束的驰振问题,基于准稳态模型推导获得的稳定性判据,采用CFD方法建立二维数值模型,获得不同攻角下的静态流体力数据,并利用此数据研究结构的驰振稳定性。结果表明,圆角结构对结构的驰振稳定性影响较大,能显著减小流体阻力系数,进而降低了结构发生驰振的临界流速;同时,较大的圆角半径会缩小结构可能发生驰振失稳的攻角范围。本文研究为高温气冷堆传热管束的设计提供依据。     

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。