核電蒸汽發(fā)生器傳熱管磨損可靠性研究.pdf

1、隨著核電裝機(jī)容量的不斷增加，核承壓設(shè)備的可靠性和安全性顯得越來越重要。蒸汽發(fā)生器作為核電廠的主要承壓部件之一，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、傳熱管數(shù)量大，在核電廠壽期內(nèi)易發(fā)生傳熱管破裂。而傳熱管與支撐板或防振條間因流致振動(dòng)造成的磨損是其破裂的主要失效機(jī)制之一。因此，研究核電蒸汽發(fā)生器流致振動(dòng)，防止傳熱管磨損破裂，對核電安全及可靠性有十分重要的意義。
　　目前，國內(nèi)外學(xué)者對蒸汽發(fā)生器傳熱管的流致振動(dòng)現(xiàn)象進(jìn)行了大量的研究，也有大量學(xué)者和研究機(jī)構(gòu)對傳熱管的

2、磨損失效進(jìn)行了試驗(yàn)分析，但對于由流致振動(dòng)引起的傳熱管磨損失效的可靠性研究較少。本文對蒸汽發(fā)生器傳熱管由流體誘導(dǎo)引起的振動(dòng)進(jìn)行模擬分析，并根據(jù)Archard公式計(jì)算磨損量，利用磨損傷痕計(jì)算傳熱管的實(shí)用時(shí)間，對由流致振動(dòng)引起的傳熱管磨損失效進(jìn)行可靠性分析。本文的主要工作和成果如下：
　　(1)針對磨損系數(shù)的不確定性開展統(tǒng)計(jì)分析。收集整理磨損系數(shù)數(shù)據(jù)，采用威布爾分布模型，利用矩估計(jì)方法和貝葉斯估計(jì)得到了其分布參數(shù)。提出了基于貝葉斯的參數(shù)

3、估計(jì)方法，更能反映樣本數(shù)據(jù)分布。
　　(2)對傳熱管流致振動(dòng)開展了初步研究。計(jì)算漩渦脫落頻率、傳熱管固有頻率和流體臨界流速，采用ANSYS對不同彎管半徑傳熱管進(jìn)行了模態(tài)分析，得到傳熱管的模態(tài)振型與固有頻率。分析結(jié)果表明彎管半徑越大，對應(yīng)的振型頻率越小，越易受到外界激勵(lì)作用，產(chǎn)生振動(dòng)。分析結(jié)果亦可為磨損載荷提供必要輸入。
　　(3)根據(jù)Archard公式分析不同磨損傷痕類型下傳熱管的剩余壁厚，預(yù)測不同磨損工作率下傳熱管的可用壽