核電廠(chǎng)穩(wěn)壓器波動(dòng)管熱分層現(xiàn)象對(duì)波動(dòng)管造成破壞結(jié)構(gòu)完整性及超預(yù)期的支承位移和載荷等潛在風(fēng)險(xiǎn),為了改善波動(dòng)管熱分層現(xiàn)象,對(duì)三代核電機(jī)組的穩(wěn)壓器波動(dòng)管進(jìn)行了布置改進(jìn),并對(duì)波動(dòng)管熱分層及熱位移開(kāi)展了監(jiān)測(cè)試驗(yàn)。建立管道力學(xué)分析模型,對(duì)熱分層和熱位移試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析,采用導(dǎo)熱反問(wèn)題求解方法將測(cè)量的外壁面溫度反演為內(nèi)壁面溫度,分析了導(dǎo)熱反問(wèn)題求解方法對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響,將理論分析位移與測(cè)量位移進(jìn)行了對(duì)比。結(jié)果表明:采用導(dǎo)熱反問(wèn)題得到的理論計(jì)算位移與測(cè)量位移差別較未采用時(shí)小,導(dǎo)熱反問(wèn)題求解方法能有效提高波動(dòng)管熱分層試驗(yàn)分析的準(zhǔn)確性。 

【文章來(lái)源】：核動(dòng)力工程. 2020,41(S2)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：5 頁(yè)

【部分圖文】：

導(dǎo)熱反問(wèn)題溫度對(duì)比Fig.1TemperatureContrastforHeatConductionInverseProblem

76核動(dòng)力工程Vol.41.S2.2020圖2穩(wěn)壓器波動(dòng)管熱分層及熱位移測(cè)點(diǎn)分布示意圖Fig.2ThermalStratificationandDistributionofDisplacementMeasuringPoints了各測(cè)量點(diǎn)的溫度和位移數(shù)據(jù)。為保證波動(dòng)管的結(jié)構(gòu)完整性，試驗(yàn)時(shí)所有測(cè)量裝置均被安裝于波動(dòng)管外壁面且不與波動(dòng)管焊接。在溫度測(cè)點(diǎn)T1~T7的每個(gè)截面安裝5個(gè)溫度傳感器，在溫度測(cè)點(diǎn)T8~T11的每個(gè)截面安裝7個(gè)溫度傳感器，溫度測(cè)點(diǎn)T12和T13不存在熱分層現(xiàn)象，僅安裝1個(gè)溫度傳感器。位移測(cè)量裝置監(jiān)測(cè)波動(dòng)管在豎直方向以及水平面垂直于管道軸向方向的位移。1.3分析模型為計(jì)算熱分層對(duì)波動(dòng)管位移、應(yīng)力等的影響，本文建立了包含反應(yīng)堆冷卻劑環(huán)路、穩(wěn)壓器和波動(dòng)管在內(nèi)的力學(xué)分析模型，模型圖見(jiàn)圖3。在力學(xué)分析模型中，波動(dòng)管熱分層采用參數(shù)圖3穩(wěn)壓器波動(dòng)管力學(xué)分析模型圖Fig.3MechanicalAnalysisModelforSurgeLineug表征：duuTvvgI（4）式中，u和v為管道截面局部坐標(biāo)系，v為出現(xiàn)熱分層的方向，u方向垂直于v方向；為管道截面面積；T(v)為沿v方向的溫度分布；uI為管道截面的慣性矩。熱分層在管道單位長(zhǎng)度上所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動(dòng)量為ug。在分析某時(shí)刻波動(dòng)管的位移和載荷時(shí)，反應(yīng)堆冷卻劑回路和穩(wěn)壓器的溫度與壓力取系統(tǒng)實(shí)測(cè)的溫度與壓力，波動(dòng)管的溫度為該截面沿壁厚的平均值。將上述溫度數(shù)據(jù)和ug應(yīng)用于模型中，即可計(jì)算得到由熱膨脹和熱分層產(chǎn)生的位移。2波動(dòng)管熱位移結(jié)果評(píng)估2.1熱位移試驗(yàn)結(jié)果熱位移測(cè)量是連續(xù)實(shí)時(shí)測(cè)量，由于在反應(yīng)堆升降溫過(guò)程中，力學(xué)分析模型的各節(jié)點(diǎn)溫度隨時(shí)在變化，輸入溫度難以確定，因此熱?

康愕奈露群臀灰剖?蕁?為保證波動(dòng)管的結(jié)構(gòu)完整性，試驗(yàn)時(shí)所有測(cè)量裝置均被安裝于波動(dòng)管外壁面且不與波動(dòng)管焊接。在溫度測(cè)點(diǎn)T1~T7的每個(gè)截面安裝5個(gè)溫度傳感器，在溫度測(cè)點(diǎn)T8~T11的每個(gè)截面安裝7個(gè)溫度傳感器，溫度測(cè)點(diǎn)T12和T13不存在熱分層現(xiàn)象，僅安裝1個(gè)溫度傳感器。位移測(cè)量裝置監(jiān)測(cè)波動(dòng)管在豎直方向以及水平面垂直于管道軸向方向的位移。1.3分析模型為計(jì)算熱分層對(duì)波動(dòng)管位移、應(yīng)力等的影響，本文建立了包含反應(yīng)堆冷卻劑環(huán)路、穩(wěn)壓器和波動(dòng)管在內(nèi)的力學(xué)分析模型，模型圖見(jiàn)圖3。在力學(xué)分析模型中，波動(dòng)管熱分層采用參數(shù)圖3穩(wěn)壓器波動(dòng)管力學(xué)分析模型圖Fig.3MechanicalAnalysisModelforSurgeLineug表征：duuTvvgI（4）式中，u和v為管道截面局部坐標(biāo)系，v為出現(xiàn)熱分層的方向，u方向垂直于v方向；為管道截面面積；T(v)為沿v方向的溫度分布；uI為管道截面的慣性矩。熱分層在管道單位長(zhǎng)度上所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動(dòng)量為ug。在分析某時(shí)刻波動(dòng)管的位移和載荷時(shí)，反應(yīng)堆冷卻劑回路和穩(wěn)壓器的溫度與壓力取系統(tǒng)實(shí)測(cè)的溫度與壓力，波動(dòng)管的溫度為該截面沿壁厚的平均值。將上述溫度數(shù)據(jù)和ug應(yīng)用于模型中，即可計(jì)算得到由熱膨脹和熱分層產(chǎn)生的位移。2波動(dòng)管熱位移結(jié)果評(píng)估2.1熱位移試驗(yàn)結(jié)果熱位移測(cè)量是連續(xù)實(shí)時(shí)測(cè)量，由于在反應(yīng)堆升降溫過(guò)程中，力學(xué)分析模型的各節(jié)點(diǎn)溫度隨時(shí)在變化，輸入溫度難以確定，因此熱位移的監(jiān)測(cè)只在120℃、180℃、230℃、291.7℃溫度平臺(tái)進(jìn)行驗(yàn)收。在試驗(yàn)開(kāi)展前，給出了不考慮熱分層現(xiàn)象的波動(dòng)管理論計(jì)算位移，并以此作為波動(dòng)管熱位移?

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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