传热管流致振动设计准则比较

作     者：王聪 陆道纲 曹琼 王园鹏 WANG Cong;LU Daogang;CAO Qiong;WANG Yuanpeng

作者机构：华北电力大学核科学与工程学院北京102206 非能动核能安全技术北京市重点实验室北京102206 

出 版 物：《原子能科学技术》 (Atomic Energy Science and Technology)

年 卷 期：2019年第53卷第8期

页      面：1433-1438页

核心收录：

学科分类：08[工学] 082701[工学-核能科学与工程] 0827[工学-核科学与技术] 

基　　金：国家自然科学基金青年科学基金资助项目(11805069) 中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(JB2019035,JB2019015) 

主　　题：传热管 流致振动 GB/T151、TEMA、ASME设计规范 

摘      要：蒸汽发生器是核反应堆中将一回路热量传递给二回路(水-蒸汽动力回路)的重要设备。二次侧流体冲刷引起的传热管振动是管壁疲劳、磨损直至破裂的主要原因之一。为确保传热管的结构完整,有必要对传热管开展流致振动设计与评价。针对传热管这样的圆柱形结构的流致振动设计与评价,有3种设计规范:GB/T151、TEMA、ASME。本文对3种设计规范中传热管流致振动的设计准则进行了比较,指出了相关准则和参数在计算上的差异以及对流致振动相关机制判定上的差异。选取某典型热交换器为算例,具体展现了3种设计规范对传热管流致振动评价结果的异同,给出了不同规范设计准则的选取对于表征流致振动的特征参数(如附加质量、固有频率、漩涡脱落频率、振幅等)计算结果带来的偏差,并对3种设计规范在工程应用中的保守性提出了参考性建议。结果表明:对不同参数,设计规范保守性不相同,TEMA计算频率相对更为保守,其他参数GB/T151较为保守,TEMA和ASME整体相对GB/T151更加宽容。