核電廠穩(wěn)壓器波動管熱分層現(xiàn)象對波動管造成破壞結(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,為了改善波動管熱分層現(xiàn)象,對三代核電機組的穩(wěn)壓器波動管進行了布置改進,并對波動管熱分層及熱位移開展了監(jiān)測試驗。建立管道力學(xué)分析模型,對熱分層和熱位移試驗結(jié)果進行了分析,采用導(dǎo)熱反問題求解方法將測量的外壁面溫度反演為內(nèi)壁面溫度,分析了導(dǎo)熱反問題求解方法對計算結(jié)果的影響,將理論分析位移與測量位移進行了對比。結(jié)果表明:采用導(dǎo)熱反問題得到的理論計算位移與測量位移差別較未采用時小,導(dǎo)熱反問題求解方法能有效提高波動管熱分層試驗分析的準(zhǔn)確性。 

【文章來源】：核動力工程. 2020,41(S2)北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

導(dǎo)熱反問題溫度對比Fig.1TemperatureContrastforHeatConductionInverseProblem

76核動力工程Vol.41.S2.2020圖2穩(wěn)壓器波動管熱分層及熱位移測點分布示意圖Fig.2ThermalStratificationandDistributionofDisplacementMeasuringPoints了各測量點的溫度和位移數(shù)據(jù)。為保證波動管的結(jié)構(gòu)完整性，試驗時所有測量裝置均被安裝于波動管外壁面且不與波動管焊接。在溫度測點T1~T7的每個截面安裝5個溫度傳感器，在溫度測點T8~T11的每個截面安裝7個溫度傳感器，溫度測點T12和T13不存在熱分層現(xiàn)象，僅安裝1個溫度傳感器。位移測量裝置監(jiān)測波動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分析模型為計算熱分層對波動管位移、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)壓器和波動管在內(nèi)的力學(xué)分析模型，模型圖見圖3。在力學(xué)分析模型中，波動管熱分層采用參數(shù)圖3穩(wěn)壓器波動管力學(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度上所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動量為ug。在分析某時刻波動管的位移和載荷時，反應(yīng)堆冷卻劑回路和穩(wěn)壓器的溫度與壓力取系統(tǒng)實測的溫度與壓力，波動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，即可計算得到由熱膨脹和熱分層產(chǎn)生的位移。2波動管熱位移結(jié)果評估2.1熱位移試驗結(jié)果熱位移測量是連續(xù)實時測量，由于在反應(yīng)堆升降溫過程中，力學(xué)分析模型的各節(jié)點溫度隨時在變化，輸入溫度難以確定，因此熱?

康愕奈露群臀灰剖?蕁?為保證波動管的結(jié)構(gòu)完整性，試驗時所有測量裝置均被安裝于波動管外壁面且不與波動管焊接。在溫度測點T1~T7的每個截面安裝5個溫度傳感器，在溫度測點T8~T11的每個截面安裝7個溫度傳感器，溫度測點T12和T13不存在熱分層現(xiàn)象，僅安裝1個溫度傳感器。位移測量裝置監(jiān)測波動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分析模型為計算熱分層對波動管位移、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)壓器和波動管在內(nèi)的力學(xué)分析模型，模型圖見圖3。在力學(xué)分析模型中，波動管熱分層采用參數(shù)圖3穩(wěn)壓器波動管力學(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度上所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動量為ug。在分析某時刻波動管的位移和載荷時，反應(yīng)堆冷卻劑回路和穩(wěn)壓器的溫度與壓力取系統(tǒng)實測的溫度與壓力，波動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，即可計算得到由熱膨脹和熱分層產(chǎn)生的位移。2波動管熱位移結(jié)果評估2.1熱位移試驗結(jié)果熱位移測量是連續(xù)實時測量，由于在反應(yīng)堆升降溫過程中，力學(xué)分析模型的各節(jié)點溫度隨時在變化，輸入溫度難以確定，因此熱位移的監(jiān)測只在120℃、180℃、230℃、291.7℃溫度平臺進行驗收。在試驗開展前，給出了不考慮熱分層現(xiàn)象的波動管理論計算位移，并以此作為波動管熱位移?

【參考文獻】：
期刊論文
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