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。     

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.     

含均匀减薄缺陷传热管的爆破压力预测研究

蒸汽发生器传热管微振磨损等体积型缺陷是导致其承压能力降低而破裂的主要原因.本文针对含均匀减薄缺陷Inconel690蒸汽发生器传热管的极限承载能力进行了研究.通过液压爆破实验获得了含缺陷传热管的爆破压力,确定了缺陷尺寸对传热管爆破压力的影响规律;采用数值模拟方法对含缺陷传热管的爆破压力进行了预测,在此基础上建立了爆破压力的预测公式.将预测公式与已有工程方法进行对比,结果表明该公式是合理且保守的.     

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。     

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。     

线弹性断裂判据在压力容器缺陷评定中的适用范围

在缺陷评定中,一般都用 COD 评定方法,而把 K 判据方法限制在应力比较低的范围内使用。为了扩大 K 判据方法的使用范围,文[1]通过宽板试验,对有残余应力情况下的 K 有效性进行验证后得到:当外加应力σ_t=0.8σ,和残余应力σ_R=0.6σ时,K 判据仍有效.文[2]分析了 K 判据的优点和 COD判据所存在的问题,提出了用于压力容器缺陷评定的统一 K 判据方法.本文用对比的方法证明了:当压力容器的缺陷部位由载荷引起的应力σ_t≤1.5σ_s(σ_t 不包括残余应力)时,K 判据是适用的.     

基于磁记忆检测技术的焊接缺陷多参数识别系统

文章采用单一判据在磁记忆检测中容易出现误判和漏判的情况,而综合考虑几种判据则可以提高缺陷判断的准确性。在总结磁记忆技术检测焊接缺陷的多种信号特征基础上,建立了基于神经网络的焊接缺陷多参数识别系统,并对制备的不同类型的焊接缺陷试件进行了识别实验,结果表明该识别系统可对焊接缺陷的位置和类型进行有效识别。     

不同类型电涡流探头对核电站传热管胀管过渡段缺陷的定位准确性研究

为了更有效和可靠地检测出胀管过渡区出现的缺陷,分析了3种不同类型的涡流探头特性,然后通过一系列试验,对不同探头在传热管胀管过渡段上的缺陷识别并进行准确定位能力进行了对比测试,获得了相关的定位准确性数据,掌握了胀管过渡段缺陷定位技术及其精度范围,能够进一步提高对胀管过渡段上的缺陷的准确判别能力。     

Tube inlet orifice design of a once-through steam generator for flow stabilization

A numerical study is conducted on the secondary side screw-type tube inlet orifice design of a once-through steam generator. An orifice length criterion for flow stabilization is derived by introducing the hydraulic resistance ratio of the orifice and the subcooled region to the two-phase and superheated regions. Various tube plugging conditions and power levels are considered, and the secondary coolant pressure at the tube outlet is adjusted to maintain a constant thermal power. Comprehensive numerical solutions are acquired to evaluate the minimum orifice length under various operating conditions. The results obtained show that a constant thermal power is maintained by properly adjusting the secondary coolant outlet pressure with a variation of the superheat degree and secondary coolant pressure drop when the steam generator operates at high power level. The steam generator performance is analyzed according to the tube plugging condition in terms of the degree of superheat, secondary side pressure drop, temperature distribution, and quality distribution. The secondary side outlet pressure curve for the constant thermal power operation is obtained, and the required minimum orifice length to suppress the flow oscillation below the allowable level is evaluated. The lowest power level results in the highest minimum orifice length, and non-plugging condition provides a limiting case for the orifice length criterion except near the 100 % power level.

     

旋转式油管刮削器的研制

针对不压井作业过程中,油管内壁结垢严重,难以使堵塞器下到井内预定深度的情况,研制了一种旋转式油管刮削器。在使堵塞器下入井内之前,使用旋转式油管刮削器对油管内壁进行预处理,有效地提高了油管封堵成功率。     

蒸汽发生器检测技术的发展

以前的蒸汽发生器检测系统通常由多个独立的模块组成,相互间的控制与通讯连接往往需要大量的电缆与适配器。采用的检查方法是单频涡流仪与BOBB IN探头,这对体积性缺陷有很高的检测率。但是传热管上不断发现的其他形式的缺陷对其完整性造成了很大影响,甚至可能影响到电站的可靠性、功率以及经济效益。在越来越严厉的电站规范要求和确保公众与环境的安全的前提下,旧系统的检测能力难以满足规范要求。为了能够快速检出这些多样化缺陷,对其进行定量、定性解释,并满足辐射防护原则的要求,由先进探头技术和基于高速计算机与远程通信系统平台的多用途仪器构成的检测系统在近10年得到了很大的发展。整个检测系统的智能化与集成度越来越高,使蒸汽发生器检测质量更高,速度更快,经济效益也更高。     

A PDE model of a waterwalls steam generation process

This paper describes a model of a forced circulation waterwalls steam generator, derived from first principles. The distributed parameter criteria were applied to the heat transfer process and to the steam production inside the waterwalls. The model is capable of representing swell and shrink effects as well as the condensation-vaporization phenomena that take place inside the waterwall tubes, when large drum steam pressure variations are introduced. The swell and shrink effects are responsible for water displacement from the waterwalls to the drum and from the drum to the waterwalls. Open loop simulated test were produced with the steam pressure disturbance. Closed loop tests, including the models of the drum level and the combustion system and their control systems are presented.     

蠕变-疲劳载荷下高温结构的缺口效应研究进展

随着能源短缺问题的不断突出,高参数(高温、高压等)装备的研发成为工业节能降耗的重要手段,如超超临界汽轮机、航空发动机等高端装备。工程实际中,高参数装备的失效多源于缺口等局部不连续部位,其在蠕变-疲劳等复杂载荷下的强度分析和设计是当前研究的热点与难点。系统回顾了蠕变-疲劳载荷下含缺口构件的试验、本构模型、寿命预测、数值分析及考核准则方面的研究进展,主要包括：蠕变-疲劳载荷下的新本构关系及应用;高温强度和寿命分析的新模型及新方法;简化模型试验方法及蠕变-疲劳强度考核准则。总结这一领域的热点和研究展望,可为高参数装备在蠕变-疲劳等复杂载荷下的强度分析与设计提供一定技术支持与借鉴。     

粘滞阻尼器在蒸汽发生器振动响应中的应用与研究

我国是一个多震国家,核电站关键设备如蒸汽发生器、蒸汽管道等都需要采用主动或者被动控制方式进行减振,以防止在地震灾害中受到破坏。为了提高蒸汽发生器在地震载荷作用下的振动性能,必须对比安装与未安装阻尼器的蒸汽发生器在相同地震载荷下的响应参数,根据对响应的安全校核,验证阻尼器的减振效果是否达到要求。然后根据最优设计理论,计算出最佳阻尼器安装方式,使得蒸汽发生器在给定条件下变形位移最小。分析结果表明,通过优化阻尼器参数和安装位置,能够明显提高蒸汽发生器减振的效果。     

蒸汽发生器人孔在设计工况下应力计算

简述并研究了对蒸汽发生器人孔应力的计算方法,提出了选择轴对称谐单元模型对蒸汽发生器人孔进行应力计算,轴对称谐单元模型的应力计算分析方法适合人孔的应力计算,它的计算方法简单、可操作性好且易实现材料和结构的疲劳分析和计算,其应力评定便捷且符合RC C-M规范。人孔、盖板、螺栓孔区域,法兰结构、螺栓孔区域采用等效弹性模量和等效泊松比方法进行模型简化,简化模型简化了应力计算,简化模型应力计算结果保守且满足RC C -M规范要求。轴对称谐单元模型进行人孔设计工况下的应力计算方法可推广应用于蒸汽发生器人孔在其他工况下的应力计算及其密封设计计算。