...立管两相流动及管道振动特性试验研究

张海林

[摘 要]到“十三五”末期，全国核电的总规模将达到在运与在建共8800万千瓦，h核电在全国发电装机容量中所占比重越来越大。

为了更安全地使用核能，对核电站管道振动的研究越发重要。本文浅述核电站管道振动技术的处理方法以及管道振动带来的危害，并在此基础上给出几点相关的建议以供业内人士参考。

[关键词]核电站；管道振动；技术

中图分类号：TM73 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）14-0046-01

在这个能源缺乏的时代，社会经济的飞速发展和人们生活水平的日益提高都要求更多的能源供给。与此同时，传统能源日渐减少且越来越不满足环保要求，而核能作为重要的清洁能源则越来越被各国重视，核电站的应用范围也在不断扩大。而在核电站中，介质主要通过各种大小的管道来运输和做功。高温高压的蒸汽及水通过管道时会有紊乱、冲击及冲刷，从而引起管道的振动，有时甚至超出了设计工况。因此，为了使核电站管道系统更能够满足电站的整体设计运行工况，为了能更安全利用核能，核电站管道的振动问题，包括大管道和小管道，应该更引起我们的重视。

1.浅析核电站管道振动的影响

笔者根据科研和实践经验，对核电站管道振动的基本结构、工作原理、性能要求、技术参数、常见技术故障和维修要点等进行了基本了解和重点介绍，为现代化的众多生产领域的应用推广提供了重要的质量技术控制信息。随着世界各国经济形势的不断变化，我国也在不断加大作为国民经济发展支柱的核电站建设的投入，创新和改进核电站结构的合理设计对确保核电站管道振动技术质量，提升核电站的整体性能，进而提高我国核电站的经济效益以及社会效益十分重要。

2.管道振动技术处理方案

2.1减震器的增加

减震器在核电站管道振动过程中主要是用于抑制弹簧吸震后反弹时产生的震荡，以及其在反弹时出现的路面的冲击。为了防止减震器在经过不平的路面情况时，出现异常的现象，核电站管道振动技术控制人员应当适当增加减震器，吸震弹簧，适当控制弹簧的往复运动，以此抑制这种弹簧过度跳跃。在核电站管道振动过程中，除了要增加减震器还应当合理搭配减震器要与弹簧，使其硬度相搭配。[1]通过推广引震曲轴装置的使用，实现曲轴扭转震动的科学控制。减震器作为核电站管道振动系统中不可或缺的重要组成部分，保障减震器在核电站管道振动系统的稳定性、可靠性和准确性对提升核电站管道振动系统的整体运行质量具有十分重要的。减震器装置的自动校准装置主要组成部分包括计算机、感应器、控制阀等部分。

2.2支架的增加

支架在核电站管道振动过程中是能够起到一定支撑作用的构架。在进行流体输送或液冷核电站管道系统运行过程中，如果支架设计不完善，会导致错误的施工手段和施工方法，核电站内部流体和外部载荷的作用会导致支架发生不同程度的剧烈振动，容易导致核电站的动应力水平严重下降，进而破坏了核电站管道振动系统，严重影响了核电站管道结构的科学配置，容易导致核电站发生一些安全事件，破坏了核电站管道振动的应力。如果在核电站管道振动的回水管上增设H型支架，有利于通过增加支架的数量来实现核电站振动刚度的有效控制。由于核电站管道振动系统管路结构十分复杂，使得支架对振动系统的振动控制比较有利，有利于实现核电站管道振动过程中出现的补偿问题，防止核电站电桥电压出现不稳定。这就使得支架补偿片不能有效发挥作用，影响到核电站振动系统的试件材料，不利于核电站管道振动系统支架温度的合理控制，预试证明核电站管道振动系统补偿片支架的柱体温度能够迅速达到正常管道温度的有效控制，防止导线连接出现问题，实现核电站管道振动系统信号的稳定性，保障整个核电站管道振动测试系统的正常运行。核电站管道振动系统支架应用的广泛性，是核电站运行过程中承受振动压力的主要构件，能够通过支架的顶梁和柱腿实现核电站管道振动的科学控制。虽然支架在核电站管道振动系统检定过程中仍然存在一些障碍，但是技术人员应当对减震温进行定期的校验和维修管理工作。技术人员应当根据支架的整体性能将核电站管道振动系统进行不断优化，在实践中推广支架在核电站管道振动系统中的应用，对实现支架的有效监管和控制具有十分重要的意义。

2.3增加阻尼器

阻尼器是在核电站管道振动系统中，以提供核运动的阻力，耗减核电站管道振动能量的装置。利用增加阻尼器的方式来吸能减震是核电站管道振动系统运行过程中常采用的技术，核电站管道振动能够通过阻尼器实现减振消能的目的。液压粘滞阻尼器在核电站振动结构工程中经历了无数次的实验和多次的严格审查工作，并进果了科学家反复的推理论证，能够有效得使核电站管道振动在高空强风和台风吹拂的情况下防止摇晃等问题的产生。调谐质块阻尼器主要是利用核电站管道振动系统的摆动来减缓核电站的晃动幅度，有利于探查核电站工地预定地附近的地质结构。依据这些资料，为了增加核电站发电过程中振动出现的弹性来避免核电站强烈振动所带来的破坏，良好的阻尼器产生的弹性使得核电站振动系统在面临微风冲击时，能够抵消风力所产生的核电站振动。被动式的电磁阻尼器用于核电站管道振动系统，使得其转子取得了较好的减振效果。这种核电站管道振动系统阻尼器的阻尼所产生的机理是被动的，并且核电站管道振动系统阻尼器的大小根据核电站的大小实现不同的振动控制。挤压油膜阻尼器的总体结构简单、造价低，但是具有更高的可靠性。液压阻尼器在核电站的适用范围比较宽泛，对于核电站管道及设备的抗振动性具有较强的减震抗阻功能，有效控制核电站冲击性的流体振动，有效控制核电站管道振动低幅高频或高幅低频的振动。

3.对管道振动技术处理时的建议

技术人员应当重视核电站管道振动过程中，减震器、支架和阻尼器数量的增加。管道振动技术处理时应当完善减震装置设计的注意事项，比如对于核电站管道振动结构设计应当推广比较合适的消能减振设计方案，可以借鉴日本和美国的核电站管道振动设计经验，最好选择减振基本周期小于110秒的减振装置设计效果，提升核电站管道振动技术方案的整体价值。[2]核电站管道振动技术人员在进行核电站消能减振的过程中，应当将核电站结构假定为刚性，将振动视为一个时间过程，对核电站管道振动力的大小进行准确推定，并选取精准的减震器、支架和阻尼器数量来实现核电站管道振动技术的输入数据，实现对每一刻核电站管道振动反弹能力的细致观测。核电站管道振动技术人员也应当确保核电站高宽比的精确度，以期能够保障核电站消能减振技术设计的科学性和合理性。

4.讨论及发展

核电站管道振动技术人员应当综合分析减震器、支架和阻尼器的不同类型，综合考虑核电站管道振动技术消能减振的速度、位移、主轴部件的不同位置，实现核电站不同基尼数量的计算和确定工作，进而科学分布核电站管道振动技术的设计目标。技术人员要严格按照核电站管道振动技术消能减振的实际要求和具体情况沿着减振的两个主轴方向进行减震系数的设置，提升核电站整体结构的消能减震能力，并根据核电站管道振动技术设计工程的强扩张性构建出科学合理的消能减震受力体系。此外，要重视核电站消能减震设计的质量管理、设计进度管理、安全管理和投资管理这几个方面，积极引导核电站核电站管道振动技术人员不断提升核电站管道结构的消能减震设计技术，提高核电站管道结构消能减震设计的效率和综合竞争力。

5 总结

综上所述，核电站管道振动技术的创新是现代科学技术领域的关键组成部分，有利于为现代工业蓬勃发展的道路上发挥着先驱性的引导作用。笔者对核电站管道振动系统进行深入研究不仅有利于提高核电站管道振动系统的运行效率，为整个人类社会的生产生活提供重要的指引，还有利于使核电站管道振动系统操作人员在大众中树立起良好的形象。

参考文献

[1]武汉东.有关核电站管道振动技术的研究[J].技术工程，2012，（3）：12-13.