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储罐底板裂纹缺陷案例分析 被引量:1
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作者 付海曦 郑明光 刘奉云 《化工设备与管道》 CAS 北大核心 2023年第2期24-31,共8页
设备的防腐蚀管理是实现预期的设备全生命周期、降低设备风险和提高可靠性的重要环节,尤其是应用在有毒有害、易燃易爆、高温高压或液态烃介质环境的设备,一旦出现严重的腐蚀泄漏或开裂,将出现事故风险。某炼厂的轻污油储罐在检修中发... 设备的防腐蚀管理是实现预期的设备全生命周期、降低设备风险和提高可靠性的重要环节,尤其是应用在有毒有害、易燃易爆、高温高压或液态烃介质环境的设备,一旦出现严重的腐蚀泄漏或开裂,将出现事故风险。某炼厂的轻污油储罐在检修中发现罐底板有大量裂纹,因该储罐介质高含硫和硫化氢,其腐蚀机理存在多种可能。为了确定其裂纹产生机理并有针对性地实施预防与维修策略,对裂纹处的腐蚀产物进行扫描电子显微镜观测、能量色散X射线光谱分析及金相组织分析等方式,通过数据比对确定腐蚀产物及裂纹种类,比对氢鼓泡、氢致裂纹、硫化物腐蚀开裂及应力导向氢致开裂的机理特征,最终判断出储罐裂纹的成因并制定应对策略,补足设备风险短板。 展开更多
关键词 储罐 腐蚀 氢致开裂 失效分析
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炼油厂循环水系统常见腐蚀问题分析及防护措施 被引量:1
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作者 郑明光 侯艳宏 《石油化工腐蚀与防护》 CAS 2023年第1期21-24,共4页
循环水冷却器是实现炼油厂热平衡的重要设备,一旦发生腐蚀泄漏,将影响产品质量和装置长周期稳定运行。某炼油厂大检修期间腐蚀调查数据显示,存在腐蚀问题的循环水冷却器占比为28%,其中需更换管束的循环水冷却器占比为6.5%。该文选取了... 循环水冷却器是实现炼油厂热平衡的重要设备,一旦发生腐蚀泄漏,将影响产品质量和装置长周期稳定运行。某炼油厂大检修期间腐蚀调查数据显示,存在腐蚀问题的循环水冷却器占比为28%,其中需更换管束的循环水冷却器占比为6.5%。该文选取了部分典型循环水冷却器腐蚀案例,从腐蚀部位、腐蚀产物成分和腐蚀影响因素等方面进行分析,认为循环水中溶解氧和微生物含量较高以及循环水流速偏低是导致腐蚀的主要原因,并探讨了管束选材、工艺防腐和腐蚀监测等方面的应对措施,为其他炼油厂循环水系统腐蚀防护工作提供了经验借鉴。 展开更多
关键词 循环水 冷却器 腐蚀 工艺防腐 腐蚀监测
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基于自主开发求解器的蒸汽发生器二次侧流场分析 被引量:1
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作者 姚彦贵 郑明光 +4 位作者 张星亮 蒋兴 陈俨 张伟 唐力晨 《压力容器》 北大核心 2023年第3期56-62,共7页
针对蒸汽发生器二次侧复杂流动传热现象,基于iconCFD开发了新的物理模型和求解器,采用多孔介质模型完成了对蒸汽发生器二次侧的流动和换热现象的数值模拟分析。计算模型中通过映射的方法实现了不同区域之间的数据的相互交换和更新,计算... 针对蒸汽发生器二次侧复杂流动传热现象,基于iconCFD开发了新的物理模型和求解器,采用多孔介质模型完成了对蒸汽发生器二次侧的流动和换热现象的数值模拟分析。计算模型中通过映射的方法实现了不同区域之间的数据的相互交换和更新,计算结果与ATHOS软件计算的结果相比对,通过比较一次侧出口温度、二次侧出口水蒸气质量流量和二次侧进口和出口处压力,此3项与ATHOS软件计算结果误差均小于1%,验证了新求解器的有效性和可靠性。 展开更多
关键词 蒸汽发生器 二次侧 流动换热 自主开发求解器 多孔介质
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调节阀内部弹性垫圈开裂分析
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作者 郑明光 侯艳宏 熊江 《石油化工腐蚀与防护》 CAS 2023年第2期49-53,共5页
弹性垫圈可防止螺栓松动,增强密封性,通常采用弹簧钢或不锈钢等特殊材质制造。调节阀内部弹性垫圈受到周期性载荷应力作用和硫化氢腐蚀,在短期服役后出现断裂,一次断口呈现典型的脆性断裂特征,垫圈内外均有裂纹。根据金相组织分析和扫... 弹性垫圈可防止螺栓松动,增强密封性,通常采用弹簧钢或不锈钢等特殊材质制造。调节阀内部弹性垫圈受到周期性载荷应力作用和硫化氢腐蚀,在短期服役后出现断裂,一次断口呈现典型的脆性断裂特征,垫圈内外均有裂纹。根据金相组织分析和扫描电镜分析结果,结合垫圈服役环境分析,认为高温高压环境下由氢气导致氢脆的可能性极小,垫圈断裂的根本原因在于垫圈表面镀铬时氢原子进入钢中,垫圈在后续加工过程中未进行消氢处理或消氢不彻底,造成残留氢在高温条件下短时间内积聚导致垫圈断裂。 展开更多
关键词 调节阀 弹簧垫圈 断裂 氢脆
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变换单元洗氨塔腐蚀与防护探讨
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作者 郑明光 侯艳宏 +2 位作者 于凤昌 于慧文 张宏飞 《压力容器》 北大核心 2023年第9期74-79,86,共7页
为解决煤制氢装置变换单元变换气洗氨塔内壁及塔盘存在严重腐蚀的问题,在对部分生产企业腐蚀调研和文献调研的基础上,探讨腐蚀机理及其影响因素,确认变换气洗氨塔腐蚀属于CO_(2)与H_(2)S共同存在下的腐蚀,腐蚀的发生与H_(2)S浓度、CO_(2... 为解决煤制氢装置变换单元变换气洗氨塔内壁及塔盘存在严重腐蚀的问题,在对部分生产企业腐蚀调研和文献调研的基础上,探讨腐蚀机理及其影响因素,确认变换气洗氨塔腐蚀属于CO_(2)与H_(2)S共同存在下的腐蚀,腐蚀的发生与H_(2)S浓度、CO_(2)分压、pH等因素相关。在变换气洗氨塔操作条件下,变换气中的氨被洗涤水吸附后,CO_(2)破坏了不锈钢钝化层,形成腐蚀产物保护膜,低H_(2)S含量可破坏腐蚀产物膜导致腐蚀加剧;随着H_(2)S含量增加,生成的FeS和FeS_(1-x)逐渐转化为FeS保护膜减缓腐蚀;当变换气中H_(2)S含量大于临界值,在不锈钢表面形成完整的硫化物钝化膜,从而保护金属。工业实际应用表明,变换气中硫化氢浓度为不低于5335μg/g,相应体积浓度不低于0.35%时,变换气洗氨塔腐蚀轻微。在此基础上,对变换气洗氨塔提出了材质升级、H_(2)S浓度调整等方面的防腐改进措施。 展开更多
关键词 煤气变换 洗氨塔 CO_(2)/H_(2)S腐蚀 H_(2)S浓度 腐蚀防护
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CAP1400压力容器外壁面临界热通量试验 被引量:1
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作者 史国宝 郑明光 +2 位作者 张琨 匡波 刘鹏飞 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期14-20,共7页
根据模化原则建立了全高度切片型试验台架,采用爆炸焊技术研制了加热段,表面碳钢薄层可以真实模拟压力容器表面特性,开展了流道、压力、过冷度、流体水化学、表面状态等关键因素对压力容器外壁面临界热通量影响试验研究,获得了CAP1400... 根据模化原则建立了全高度切片型试验台架,采用爆炸焊技术研制了加热段,表面碳钢薄层可以真实模拟压力容器表面特性,开展了流道、压力、过冷度、流体水化学、表面状态等关键因素对压力容器外壁面临界热通量影响试验研究,获得了CAP1400压力容器外壁面传热极限规律,验证了熔融物堆内滞留措施中压力容器外流动和传热过程. 展开更多
关键词 压力容器外壁面 临界热通量试验 熔融物堆内滞留
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螺旋管式直流蒸汽发生器建模仿真与控制 被引量:2
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作者 张月 郑明光 +1 位作者 马志才 吴建邦 《应用科技》 CAS 2020年第6期71-77,共7页
为研究螺旋管式直流蒸汽发生器的控制仿真系统,本文基于流体质量、能量、动量守恒方程和移动边界理论,建立了螺旋式直流蒸汽发生器的动态模型。模型采用集总参数法,将螺旋管抽象成单管,沿轴向分为过冷段、两相段和过热段。以国际革新与... 为研究螺旋管式直流蒸汽发生器的控制仿真系统,本文基于流体质量、能量、动量守恒方程和移动边界理论,建立了螺旋式直流蒸汽发生器的动态模型。模型采用集总参数法,将螺旋管抽象成单管,沿轴向分为过冷段、两相段和过热段。以国际革新与安全反应堆(IRIS)为参考对象,进行了稳态和动态仿真实验。为了保证蒸汽出口压力恒定,用蒸汽压力偏差信号和蒸汽流量信号对二次侧给水流量进行调节,基于PID控制方法构建了蒸汽出口压力控制系统,并进行仿真验证。结果表明:建立的模型正确有效,控制系统响应良好,仿真结果符合热工水力学机理分析规律。 展开更多
关键词 螺旋管式 直流蒸汽发生器 集总参数 可移动边界 动态模型 国际革新与安全反应堆 仿真 PID
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螺旋管式换热器的流致振动研究 被引量:2
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作者 吴建邦 郑明光 +2 位作者 王明路 田林 张月 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期250-256,共7页
流体诱发振动广泛存在于管壳式换热设备中,而螺旋管式换热器由于体积小、换热效率高,近年来大量应用于各类工业换热设备。本文针对单根螺旋管进行流致振动分析,分别利用一维热工水力程序RELAP5、CFD软件FLUENT和有限元软件ANSYS计算螺... 流体诱发振动广泛存在于管壳式换热设备中,而螺旋管式换热器由于体积小、换热效率高,近年来大量应用于各类工业换热设备。本文针对单根螺旋管进行流致振动分析,分别利用一维热工水力程序RELAP5、CFD软件FLUENT和有限元软件ANSYS计算螺旋管一、二次侧流体密度分布,一次侧流体的速度场和螺旋管模态振型,并在0、1、2、4、和8支承数下计算单根螺旋管的流弹失稳比和湍流抖振均方根位移比。计算结果表明,当螺旋管采用4个对称支承进行固定时可满足ASME流弹失稳和TEMA湍流抖振的设计标准。 展开更多
关键词 螺旋管式换热器 流致振动 流弹失稳 湍流抖振
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焦炭塔下锥面腐蚀原因分析与对策 被引量:1
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作者 侯艳宏 段永锋 +2 位作者 郑明光 孙亮 王宁 《压力容器》 北大核心 2020年第12期48-53,70,共7页
焦炭塔是延迟焦化装置的核心设备之一,易发生腐蚀和材料劣化失效,这是长期困扰延迟焦化装置长周期安全稳定运行的关键技术难题。通过采用各种理化检验手段,对进料结构、工艺操作等方面造成铬钼钢材质焦炭塔下锥段严重腐蚀的原因进行了... 焦炭塔是延迟焦化装置的核心设备之一,易发生腐蚀和材料劣化失效,这是长期困扰延迟焦化装置长周期安全稳定运行的关键技术难题。通过采用各种理化检验手段,对进料结构、工艺操作等方面造成铬钼钢材质焦炭塔下锥段严重腐蚀的原因进行了分析。结果表明,焦炭塔下锥面进料段的严重蚀坑主要是由冲蚀和气蚀导致。进料口高流速的油气对塔壁的冲刷,无法形成焦炭层,进而对塔壁造成冲蚀磨损破坏;同时因冷焦给水过程在进料段区域发生剧烈的气化,从而对塔壁金属材质造成气蚀破坏。通过进料方式优化、材质升级、工艺操作优化等防护措施,有效解决焦炭塔下锥面的腐蚀问题,可显著延长焦炭塔的寿命。 展开更多
关键词 焦炭塔 铬钼钢 腐蚀分析 冲蚀 气蚀
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苯酚对典型承压装置材料的腐蚀行为研究
10
作者 于宇新 赵博 +3 位作者 徐彤 郑明光 周天宇 郭静 《中国特种设备安全》 2019年第4期28-33,共6页
本文针对某石化企业的粗苯酚塔选材的工程问题,采用腐蚀失重法和电化学交流阻抗法对31603、30403两种不锈钢的母材和焊缝材料,以及Q345R碳钢的母材进行了的腐蚀行为和耐蚀程度研究,并对研究结果进行了综合分析。试验结果表明,在液化苯酚... 本文针对某石化企业的粗苯酚塔选材的工程问题,采用腐蚀失重法和电化学交流阻抗法对31603、30403两种不锈钢的母材和焊缝材料,以及Q345R碳钢的母材进行了的腐蚀行为和耐蚀程度研究,并对研究结果进行了综合分析。试验结果表明,在液化苯酚和90%笨酚水溶液中31603和30403两种不锈钢均具有较好的耐蚀性,其中31603的耐蚀性略好于30403,但差异很小。Q245R则在两种介质中均具有较快的腐蚀速率,其中90%的苯酚水溶液中的腐蚀速率相对更快,超过了0.05mm/a,约为在纯苯酚中的1.52倍。根据试验结果,30403与31603两种材料均可成为该装置的备选材料,但考虑到经济成本,30403更佳。 展开更多
关键词 苯酚 腐蚀失重 交流阻抗
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三代核电反应堆压力容器低合金钢焊缝性能对比分析
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作者 梅乐 张俊宝 +3 位作者 王永东 黄逸峰 王秉熙 郑明光 《压力容器》 北大核心 2024年第2期1-6,共6页
通过模拟国内三代核电压水堆反应堆压力容器环焊缝,分别采用国产焊接材料和进口焊接材料,在焊接工艺性能、焊缝金属化学成分、拉伸、冲击韧性、落锤和低周疲劳试验等方面进行了对比分析。结果表明,国产和进口焊接材料的焊接工艺性能和... 通过模拟国内三代核电压水堆反应堆压力容器环焊缝,分别采用国产焊接材料和进口焊接材料,在焊接工艺性能、焊缝金属化学成分、拉伸、冲击韧性、落锤和低周疲劳试验等方面进行了对比分析。结果表明,国产和进口焊接材料的焊接工艺性能和焊缝金属力学性能均相当;焊接试件不同厚度取样位置的焊缝金属-28.3℃冲击吸收能量平均值都大于90 J,有较大的设计裕量。该国产焊接材料已应用于国内某三代核电机组反应堆压力容器,为进一步推广应用提供技术支撑。 展开更多
关键词 反应堆压力容器 SA-508 Gr.3 Cl.1钢 国产焊材 焊缝性能
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蒸汽发生器二次侧下部流场与排污试验
12
作者 黄俊 应秉斌 郑明光 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期193-198,共6页
位于核电厂蒸汽发生器(SG)管板内的下部排污结构能吸出管板二次侧表面的泥渣并将其排出。为了能合理设计该排污结构并提升排污效率,本文基于非能动大型先进压水堆(CAP1400)的SG设计原型结构,按照1∶4比例设计了排污试验体,以模拟SG下部... 位于核电厂蒸汽发生器(SG)管板内的下部排污结构能吸出管板二次侧表面的泥渣并将其排出。为了能合理设计该排污结构并提升排污效率,本文基于非能动大型先进压水堆(CAP1400)的SG设计原型结构,按照1∶4比例设计了排污试验体,以模拟SG下部的管板、传热管等部件。通过对下部流场进行计算流体动力学(CFD)计算并与排污试验的结果进行对比,进一步掌握近管板表面区域的流体流动特征。本试验通过研究SG近管板区域流体流动特征及泥渣分布规律、测量试验体各部件压降、对比SG单边和双边排污结构的设计,为减少淤泥集结、改进设计提供依据。研究发现,单/双边排污结构排污性能基本相同,单边排污结构即可将试验体内泥渣颗粒有效排出。 展开更多
关键词 蒸汽发生器(SG) 下部流场 排污试验
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压缩机进口处金属波纹软管爆裂失效分析 被引量:5
13
作者 郑明光 《铸造技术》 CAS 北大核心 2017年第4期859-862,866,共5页
压缩机进口处金属软管在正常运行条件下发生爆裂失效,利用光学显微镜、扫描电子显微镜、EDS分析等方法对爆裂软管不同区域进行微观组织、裂纹形貌以及腐蚀产物进行分析。结果表明,金属软管化学成分满足牌号要求,组织为正常的奥氏体+少... 压缩机进口处金属软管在正常运行条件下发生爆裂失效,利用光学显微镜、扫描电子显微镜、EDS分析等方法对爆裂软管不同区域进行微观组织、裂纹形貌以及腐蚀产物进行分析。结果表明,金属软管化学成分满足牌号要求,组织为正常的奥氏体+少量析出相。波纹管底部存在环向裂纹,裂纹起裂于内壁面,以穿晶方式向外壁面扩展。环向微观断口呈解理台阶特征,纵向微观断口呈韧窝塑性破坏特征,断口处腐蚀产物含有较多的C、O和Fe元素,以及少量的S、Cl、Ca等元素。波纹金属软管的失效是因为波纹管内壁波谷处率先发生了氯化物应力腐蚀开裂,纵向裂纹为环向裂纹扩展失稳后产生的。 展开更多
关键词 金属波纹管 爆裂失效 微观组织 腐蚀产物
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考虑自诊断的反应堆保护系统停堆功能可靠度评估模型研究 被引量:1
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作者 王明洋 张蔚 +2 位作者 徐冬苓 程玉玉 郑明光 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期159-165,共7页
“在线自诊断”作为数字化仪控系统的重要特征,对核电厂反应堆保护系统(RPS)停堆功能的可靠性分析具有重要作用。通过分析自诊断对人因、定期试验等因素的影响,建立设备级误动模型;以典型RPS TX为例,通过马尔科夫方法建立动态的TX序列... “在线自诊断”作为数字化仪控系统的重要特征,对核电厂反应堆保护系统(RPS)停堆功能的可靠性分析具有重要作用。通过分析自诊断对人因、定期试验等因素的影响,建立设备级误动模型;以典型RPS TX为例,通过马尔科夫方法建立动态的TX序列级和系统级模块误动模型;利用系统级模块误动模型定量计算TX停堆功能可靠度与自诊断的关系。通过定性分析与定量计算论证了综合考虑自诊断对RPS停堆功能可靠性分析的必要性,为后续国内RPS停堆功能的可靠性评价提供了借鉴。 展开更多
关键词 反应堆保护系统(RPS) 自诊断 系统可靠度 误动作 可靠度模型 马尔科夫方法 失效率
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加热炉炉管爆裂失效分析 被引量:3
15
作者 郑明光 《铸造技术》 CAS 北大核心 2017年第3期609-613,共5页
加热炉炉管在正常运行工艺条件下发生爆裂失效,利用光学显微镜、扫描电子显微镜、EDS分析等方法对爆裂炉管不同区域进行微观组织、形貌、断口以及腐蚀产物等进行分析。结果表明,炉管的化学成分符合1Cr5Mo的要求,不同区域的硬度及力学性... 加热炉炉管在正常运行工艺条件下发生爆裂失效,利用光学显微镜、扫描电子显微镜、EDS分析等方法对爆裂炉管不同区域进行微观组织、形貌、断口以及腐蚀产物等进行分析。结果表明,炉管的化学成分符合1Cr5Mo的要求,不同区域的硬度及力学性能测试结果均满足石油裂化用无缝钢管中1Cr5Mo的要求。金相组织为贝氏体,在晶界与晶内出现珠光体分解的碳化物颗粒,晶粒粗化,贝氏体老化3~4级,爆裂启裂区断面粗糙,为正断型断口,而扩展区断面呈45°斜面,均呈韧窝特征的韧性开裂,扩展区则为撕裂型韧窝,断裂区内外壁表面裂纹内存在高温腐蚀垢物,裂纹尖端存在蠕变孔洞。 展开更多
关键词 加热炉炉管 爆裂 微观组织
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主泵试验台架振动原因分析与修改方案 被引量:2
16
作者 蔡坤 朱昶帆 +2 位作者 张瑞 邱健 郑明光 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第12期2404-2410,共7页
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... 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。 展开更多
关键词 反应堆冷却剂泵 转子动力学 结构振动 试验台架
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主回路滞流分支管振动超标的原因分析与设计优化 被引量:1
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作者 蔡坤 邹建荣 +4 位作者 蔡奕霖 马志才 朱昶帆 邱健 郑明光 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第11期2194-2200,共7页
在某核电厂热态功能试验中,巡视发现主回路的某滞流分支管振动超标。根据实测振动随温度变化的趋势、管道固有声模态分析和模态分析等,推测管道内流体的声振动激励引发管道共振。根据滞流管三通处流体的漩涡脱落频率计算和声振动频率计... 在某核电厂热态功能试验中,巡视发现主回路的某滞流分支管振动超标。根据实测振动随温度变化的趋势、管道固有声模态分析和模态分析等,推测管道内流体的声振动激励引发管道共振。根据滞流管三通处流体的漩涡脱落频率计算和声振动频率计算,推测漩涡脱落与滞流管内流体的固有声振动频率锁定,引发声振动激励放大。综合分析计算和实测结果,确定滞流管振动超标的原因为流声固耦合振动。对管道支架进行了优化,以错开声固耦合共振频率,在三通处倒圆角削弱漩涡脱落,以降低流声耦合的声振动幅值。优化后的分支管振动会明显降低,以保证承压边界的安全。 展开更多
关键词 滞流分支 声频锁定 流声固耦合
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