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蒸汽发生器二次侧传热管流体动力学与冲蚀的协同效应

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哈尔滨工程大学学报 2022年第6期43卷 915-920页

作者：王伟兵程坤王晟楠王博祝嘉鸿张萌田瑞峰哈尔滨工程大学黑龙江省核动力装置性能与设备重点实验室黑龙江哈尔滨150001 中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术重点实验室四川成都610213 中国石油大学(华东)材料科学与工程学院山东青岛266555

为了揭示了流体流动效应对SG传热管的冲蚀机理,本文通过对带有梅花形支撑板的蒸汽发生器传热管进行数值模拟。利用COMSOL Multiphysics软件中的CFD和DNV冲蚀模型对带有梅花形支撑板的SG二次侧传热管水动力效应对传热管的冲蚀影响数值模... 详细信息

为了揭示了流体流动效应对SG传热管的冲蚀机理,本文通过对带有梅花形支撑板的蒸汽发生器传热管进行数值模拟。利用COMSOL Multiphysics软件中的CFD和DNV冲蚀模型对带有梅花形支撑板的SG二次侧传热管水动力效应对传热管的冲蚀影响数值模拟,分析了流体及携带的固体颗粒流经带有梅花形支撑板时对传热管的影响。结果显示:流体流经支撑板后形成漩涡,并且由漩涡引导流体流向管壁运动,造成传热管壁面应力值急剧上升,并有冲蚀发生,导致传热管的局部损伤;流体流经支撑板后固体颗粒对管壁造成的冲蚀与流体动力学具有协同效应。

关键词：蒸汽发生器冲蚀海水泄露传热管数值模拟支撑板流体动力学传热管

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蒸汽发生器全尺寸汽水分离装置模型开发

原子能科学技术 2022年第11期56卷 2253-2261页

作者：曾春杰王明军田文喜秋穗正苏光辉西安交通大学核科学与技术学院陕西西安710049

汽水分离装置是核动力系统蒸汽发生器(SG)重要组成部分。目前针对汽水分离装置的研究包含试验与模拟两种方法,受限于成本和计算资源,现有研究主要是对汽水分离装置中单一旋叶式分离器或波形板干燥器开展。但在SG不同位置处分离器或干燥... 详细信息

汽水分离装置是核动力系统蒸汽发生器(SG)重要组成部分。目前针对汽水分离装置的研究包含试验与模拟两种方法,受限于成本和计算资源,现有研究主要是对汽水分离装置中单一旋叶式分离器或波形板干燥器开展。但在SG不同位置处分离器或干燥器入口参数不相同,存在负荷不均问题。为此,本研究基于已有分离器和干燥器分离效率计算模型,对汽水分离装置适当简化,开发SG全尺寸汽水分离装置模型。研究SG中不同位置处分离器和干燥器分离效率分布特性以及干燥器液滴负荷不均情况。计算结果可为SG汽水分离装置设计提供参考,开发的汽水分离模型已植入自主化SG全流域热工水力计算分析程序STAF。

关键词：蒸汽发生器旋叶式汽水分离器波形板干燥器分离效率多孔介质

蒸汽发生器用SA508-3钢锻后热处理的数值模拟及其试验验证

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金属热处理 2024年第5期49卷 55-61页

作者：冯兴旺张可刘久江石如星苏文博刘帅李志鹏杨滨北京科技大学钢铁共性技术协同创新中心北京100083 中核山东核能有限公司山东烟台265100 洛阳中重铸锻有限责任公司河南洛阳471039

以蒸汽发生器用SA508-3钢大锻件为研究对象,通过JMatpro软件计算获得了热物性参数,利用Deform-3D软件模拟研究了热处理后锻件的组织和硬度,并采用小试样物理模拟方法进行了试验验证。结果表明,试验测试的组织和硬度与模拟结果吻合良好... 详细信息

以蒸汽发生器用SA508-3钢大锻件为研究对象,通过JMatpro软件计算获得了热物性参数,利用Deform-3D软件模拟研究了热处理后锻件的组织和硬度,并采用小试样物理模拟方法进行了试验验证。结果表明,试验测试的组织和硬度与模拟结果吻合良好。可见,数值模拟技术是辅助确定大锻件热处理工艺合理性的有效工具,对缩短生产周期,降低成本,具有显著的实用价值。

关键词： SA508-3钢蒸汽发生器锻后热处理数值模拟

蒸汽发生器传热管焊接堵管用小型化激光头研制

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核科学与工程 2023年第4期43卷 760-765页

作者：杨二娟陈吉朋毛玉林丁海阳蔡晖刘福广西安热工研究院有限公司陕西西安710032 南京林业大学机械电子工程学院江苏南京210037 南京辉锐光电科技有限公司江苏南京211121

核电站蒸汽发生器传热管破损将导致放射性冷却剂外泄,因此需进行堵管作业。激光焊接精度高,可用于蒸汽发生器的焊接堵管。然而,受限于蒸汽发生器的空间结构,现有的激光焊接头往往难以满足实际要求,因此需设计定制化的小型激光头。首先,... 详细信息

核电站蒸汽发生器传热管破损将导致放射性冷却剂外泄,因此需进行堵管作业。激光焊接精度高,可用于蒸汽发生器的焊接堵管。然而,受限于蒸汽发生器的空间结构,现有的激光焊接头往往难以满足实际要求,因此需设计定制化的小型激光头。首先,分析和计算了小型化激光头的光路;其次,设计出小型激光头的机械结构,并完成其在蒸汽发生器内的运动仿真和干涉模拟;最后,对所设计的激光头装置进行了模拟传热管焊接验证。结果表明,所设计的小型化激光头具有良好的焊接性能和可操控性能,可用于蒸汽发生器的焊接堵管作业。

关键词：蒸汽发生器传热管堵管焊接激光头

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蒸汽发生器U形管湍流抖振及微动磨损研究

振动与冲击 2021年第8期40卷 35-40页

作者：刘丽艳王一鹏朱勇熊光明王钰淇谭蔚天津大学化工学院天津300350 中广核工程有限公司深圳518124

建立了蒸汽发生器最大弯管半径的U形管的实体模型及梁单元模型,使用软件Abaqus显式动力学研究其振动响应。使用实体模型研究防振条(AVBs)支撑下的U形管的振动响应,并通过实体模型与梁单元模型结果的对比,研究防振条在梁单元模型中的支... 详细信息

建立了蒸汽发生器最大弯管半径的U形管的实体模型及梁单元模型,使用软件Abaqus显式动力学研究其振动响应。使用实体模型研究防振条(AVBs)支撑下的U形管的振动响应,并通过实体模型与梁单元模型结果的对比,研究防振条在梁单元模型中的支撑简化形式;通过改变防振条支撑间隙,研究间隙对U形管的振动响应及微动磨损的影响规律。分析表明:梁单元模型中,防振条支撑可近似简化为简支;防振条间隙增大,使U形管的支撑效果弱化,但振幅变化不大,而磨损功率下降趋势明显;蒸汽发生器的设计应综合考虑支撑有效性及磨损情况,将支撑间隙控制在合理范围内。

关键词：蒸汽发生器流致振动防振条(AVBs) 间隙非线性振动

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蒸汽发生器虚假水位现象及水位控制研究

核科学与工程 2022年第5期42卷 1077-1084页

作者：王娜朱建敏胡友森张薇陈天铭中广核研究院有限公司广东深圳518000

针对CPR1000直立式自然循环蒸汽发生器虚假水位现象进行研究,讨论了不同功率水平下的蒸汽发生器虚假水位现象,并进一步研究了水位控制方案对虚假水位的调节作用。结果表明,水位偏差与汽水失配串级控制方法对虚假水位现象具有良好的调节... 详细信息

针对CPR1000直立式自然循环蒸汽发生器虚假水位现象进行研究,讨论了不同功率水平下的蒸汽发生器虚假水位现象,并进一步研究了水位控制方案对虚假水位的调节作用。结果表明,水位偏差与汽水失配串级控制方法对虚假水位现象具有良好的调节效果;在手动控制模式下,操纵员控制给水阀门应考虑到虚假水位的影响,以避免虚假水位现象触发报警信号甚至停堆保护信号。

关键词：蒸汽发生器虚假水位 CPR1000 CATIA2

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蒸汽发生器泄漏率监测仪修复经验总结

辐射防护 2022年第3期42卷 208-213页

作者：章振宇吴品罗鹏王浩钧许浒中核核电运行管理有限公司浙江海盐314300 陕西秦洲核与辐射安全技术有限公司西安710054 西安交通大学西安710049

目前压水堆核电站使用辐射监测仪对主蒸汽管道中的N-16核素浓度进行连续监测,由于蒸汽发生器泄漏监测仪长期工作在高温高湿环境下,普遍存在故障率偏高的问题,影响到了核电站相关系统的正常运行。从6台SGLM201型蒸汽发生器泄漏率监测仪... 详细信息

目前压水堆核电站使用辐射监测仪对主蒸汽管道中的N-16核素浓度进行连续监测,由于蒸汽发生器泄漏监测仪长期工作在高温高湿环境下,普遍存在故障率偏高的问题,影响到了核电站相关系统的正常运行。从6台SGLM201型蒸汽发生器泄漏率监测仪的故障诊断、故障原因分析、修复技术研究等方面入手,分析了总γ计数异常闪发故障、稳峰异常故障、N-16道计数报警、贴片器件腐蚀等故障原因,并针对每项故障提出了技术维修方案和整机湿热防护加固技术方案。经过环境试验、校准测试等验证,证明提出的技术维修方案可行,能够有效降低该设备的故障率,提高其长期运行可靠性。

关键词：蒸汽发生器泄漏率监测维修技术 N-16 核电厂

蒸汽发生器致畸变入流对核主泵流动性能的影响

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浙江大学学报（工学版） 2019年第11期53卷 2076-2084页

作者：王悦荟刘聪王鹏飞许忠斌阮晓东付新浙江大学能源工程学院化工机械研究所浙江杭州310027 浙江大学城市学院浙江杭州310015 浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室浙江杭州310027

为了探究由蒸汽发生器(SG)引起的畸变入流对核主泵(RCP)流动性能的影响,采用计算流体力学方法,建立核主泵与下封头的联合计算模型;利用多参考坐标系模型和滑移交界面技术,开展运行工况下的全三维稳态和瞬态数值模拟;采用入流畸变度和平... 详细信息

为了探究由蒸汽发生器(SG)引起的畸变入流对核主泵(RCP)流动性能的影响,采用计算流体力学方法,建立核主泵与下封头的联合计算模型;利用多参考坐标系模型和滑移交界面技术,开展运行工况下的全三维稳态和瞬态数值模拟;采用入流畸变度和平均偏流角公式定量表征畸变入流的流场速度分布,通过正则化螺旋度法捕捉核主泵叶轮的涡流流动特征.研究结果表明:与均匀入流相比,畸变入流复杂化了核主泵进口流场,导致核主泵的湍动能和湍耗散增大,降低了主泵的水力效率;在泵的进口流场形成了明显的非对称分布的涡核区域,引起叶轮各流道流态产生差异,造成叶轮内部压力和速度分布不均;导致各流道流量分配不均,加剧叶轮受载波动;降低其运行的稳定性和安全性.

关键词：核主泵蒸汽发生器畸变入流湍动能计算流体力学(CFD)

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蒸汽发生器水位改进分数阶控制器研究

原子能科学技术 2018年第7期52卷 1268-1275页

作者：郭丹夏虹哈尔滨工程大学核安全与仿真技术国防重点学科实验室黑龙江哈尔滨150001

蒸汽发生器在瞬态扰动时存在严重的虚假水位现象,增加了低功率水位控制的难度。为研究蒸汽发生器低功率水位控制问题,利用线性参数变化理论,建立了时变的多胞线性参数变化模型。在此模型基础上,提出了分数阶控制器。依据分数阶微积分理... 详细信息

蒸汽发生器在瞬态扰动时存在严重的虚假水位现象,增加了低功率水位控制的难度。为研究蒸汽发生器低功率水位控制问题,利用线性参数变化理论,建立了时变的多胞线性参数变化模型。在此模型基础上,提出了分数阶控制器。依据分数阶微积分理论,设计了串级分数阶PIλDμ控制器。根据Oustaloup间接离散化方法实现了分数阶PIλDμ控制并对Oustaloup方法进行了改进。研究了在负荷变化时,内环和外环4个阶次参数以及改进算法后2个参数变化对系统控制性能的影响。在不同功率区间,相同负荷变化的情况下,对改进后的串级分数阶PIλDμ控制器进行了仿真实验。结果表明,所设计的改进串级分数阶PIλDμ控制器能有效抑制干扰,分数阶微积分算子的阶次以及改进的Oustaloup方法引入的系数对控制效果均有一定影响,合理调节参数能明显改善系统的控制性能。

关键词：蒸汽发生器水位控制分数阶微积分 Oustaloup方法分数阶控制器参数变化影响