导热反问题在波动管热分层试验分析中的应用研究
发布时间：2021-03-07 12:30
核电厂稳压器波动管热分层现象对波动管造成破坏结构完整性及超预期的支承位移和载荷等潜在风险,为了改善波动管热分层现象,对三代核电机组的稳压器波动管进行了布置改进,并对波动管热分层及热位移开展了监测试验。建立管道力学分析模型,对热分层和热位移试验结果进行了分析,采用导热反问题求解方法将测量的外壁面温度反演为内壁面温度,分析了导热反问题求解方法对计算结果的影响,将理论分析位移与测量位移进行了对比。结果表明:采用导热反问题得到的理论计算位移与测量位移差别较未采用时小,导热反问题求解方法能有效提高波动管热分层试验分析的准确性。
【文章来源】：核动力工程. 2020,41(S2)北大核心
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
导热反问题温度对比Fig.1TemperatureContrastforHeatConductionInverseProblem
76核动力工程Vol.41.S2.2020图2稳压器波动管热分层及热位移测点分布示意图Fig.2ThermalStratificationandDistributionofDisplacementMeasuringPoints了各测量点的温度和位移数据。为保证波动管的结构完整性，试验时所有测量装置均被安装于波动管外壁面且不与波动管焊接。在温度测点T1~T7的每个截面安装5个温度传感器，在温度测点T8~T11的每个截面安装7个温度传感器，温度测点T12和T13不存在热分层现象，仅安装1个温度传感器。位移测量装置监测波动管在竖直方向以及水平面垂直于管道轴向方向的位移。1.3分析模型为计算热分层对波动管位移、应力等的影响，本文建立了包含反应堆冷却剂环路、稳压器和波动管在内的力学分析模型，模型图见图3。在力学分析模型中，波动管热分层采用参数图3稳压器波动管力学分析模型图Fig.3MechanicalAnalysisModelforSurgeLineug表征：duuTvvgI（4）式中，u和v为管道截面局部坐标系，v为出现热分层的方向，u方向垂直于v方向；为管道截面面积；T(v)为沿v方向的温度分布；uI为管道截面的惯性矩。热分层在管道单位长度上所产生的转动量为ug。在分析某时刻波动管的位移和载荷时，反应堆冷却剂回路和稳压器的温度与压力取系统实测的温度与压力，波动管的温度为该截面沿壁厚的平均值。将上述温度数据和ug应用于模型中，即可计算得到由热膨胀和热分层产生的位移。2波动管热位移结果评估2.1热位移试验结果热位移测量是连续实时测量，由于在反应堆升降温过程中，力学分析模型的各节点温度随时在变化，输入温度难以确定，因此热?
康愕奈露群臀灰剖?荨?为保证波动管的结构完整性，试验时所有测量装置均被安装于波动管外壁面且不与波动管焊接。在温度测点T1~T7的每个截面安装5个温度传感器，在温度测点T8~T11的每个截面安装7个温度传感器，温度测点T12和T13不存在热分层现象，仅安装1个温度传感器。位移测量装置监测波动管在竖直方向以及水平面垂直于管道轴向方向的位移。1.3分析模型为计算热分层对波动管位移、应力等的影响，本文建立了包含反应堆冷却剂环路、稳压器和波动管在内的力学分析模型，模型图见图3。在力学分析模型中，波动管热分层采用参数图3稳压器波动管力学分析模型图Fig.3MechanicalAnalysisModelforSurgeLineug表征：duuTvvgI（4）式中，u和v为管道截面局部坐标系，v为出现热分层的方向，u方向垂直于v方向；为管道截面面积；T(v)为沿v方向的温度分布；uI为管道截面的惯性矩。热分层在管道单位长度上所产生的转动量为ug。在分析某时刻波动管的位移和载荷时，反应堆冷却剂回路和稳压器的温度与压力取系统实测的温度与压力，波动管的温度为该截面沿壁厚的平均值。将上述温度数据和ug应用于模型中，即可计算得到由热膨胀和热分层产生的位移。2波动管热位移结果评估2.1热位移试验结果热位移测量是连续实时测量，由于在反应堆升降温过程中，力学分析模型的各节点温度随时在变化，输入温度难以确定，因此热位移的监测只在120℃、180℃、230℃、291.7℃温度平台进行验收。在试验开展前，给出了不考虑热分层现象的波动管理论计算位移，并以此作为波动管热位移?
【参考文献】：
期刊论文
[1]一维非稳态导热反问题反演管道内壁面温度波动[J]. 熊平,艾红雷,卢涛,王新军. 核动力工程. 2018(02)
[2]布置方式对波动管热分层现象的影响分析[J]. 赖建永,黄伟. 核动力工程. 2011(06)
[3]稳压器波动管热分层应力及疲劳分析[J]. 余晓菲,张毅雄. 核动力工程. 2011(01)
[4]稳压器波动管热分层分析[J]. 张毅雄,杨宇. 核动力工程. 2006(06)
本文编号：3069095
【文章来源】：核动力工程. 2020,41(S2)北大核心
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
导热反问题温度对比Fig.1TemperatureContrastforHeatConductionInverseProblem
76核动力工程Vol.41.S2.2020图2稳压器波动管热分层及热位移测点分布示意图Fig.2ThermalStratificationandDistributionofDisplacementMeasuringPoints了各测量点的温度和位移数据。为保证波动管的结构完整性，试验时所有测量装置均被安装于波动管外壁面且不与波动管焊接。在温度测点T1~T7的每个截面安装5个温度传感器，在温度测点T8~T11的每个截面安装7个温度传感器，温度测点T12和T13不存在热分层现象，仅安装1个温度传感器。位移测量装置监测波动管在竖直方向以及水平面垂直于管道轴向方向的位移。1.3分析模型为计算热分层对波动管位移、应力等的影响，本文建立了包含反应堆冷却剂环路、稳压器和波动管在内的力学分析模型，模型图见图3。在力学分析模型中，波动管热分层采用参数图3稳压器波动管力学分析模型图Fig.3MechanicalAnalysisModelforSurgeLineug表征：duuTvvgI（4）式中，u和v为管道截面局部坐标系，v为出现热分层的方向，u方向垂直于v方向；为管道截面面积；T(v)为沿v方向的温度分布；uI为管道截面的惯性矩。热分层在管道单位长度上所产生的转动量为ug。在分析某时刻波动管的位移和载荷时，反应堆冷却剂回路和稳压器的温度与压力取系统实测的温度与压力，波动管的温度为该截面沿壁厚的平均值。将上述温度数据和ug应用于模型中，即可计算得到由热膨胀和热分层产生的位移。2波动管热位移结果评估2.1热位移试验结果热位移测量是连续实时测量，由于在反应堆升降温过程中，力学分析模型的各节点温度随时在变化，输入温度难以确定，因此热?
康愕奈露群臀灰剖?荨?为保证波动管的结构完整性，试验时所有测量装置均被安装于波动管外壁面且不与波动管焊接。在温度测点T1~T7的每个截面安装5个温度传感器，在温度测点T8~T11的每个截面安装7个温度传感器，温度测点T12和T13不存在热分层现象，仅安装1个温度传感器。位移测量装置监测波动管在竖直方向以及水平面垂直于管道轴向方向的位移。1.3分析模型为计算热分层对波动管位移、应力等的影响，本文建立了包含反应堆冷却剂环路、稳压器和波动管在内的力学分析模型，模型图见图3。在力学分析模型中，波动管热分层采用参数图3稳压器波动管力学分析模型图Fig.3MechanicalAnalysisModelforSurgeLineug表征：duuTvvgI（4）式中，u和v为管道截面局部坐标系，v为出现热分层的方向，u方向垂直于v方向；为管道截面面积；T(v)为沿v方向的温度分布；uI为管道截面的惯性矩。热分层在管道单位长度上所产生的转动量为ug。在分析某时刻波动管的位移和载荷时，反应堆冷却剂回路和稳压器的温度与压力取系统实测的温度与压力，波动管的温度为该截面沿壁厚的平均值。将上述温度数据和ug应用于模型中，即可计算得到由热膨胀和热分层产生的位移。2波动管热位移结果评估2.1热位移试验结果热位移测量是连续实时测量，由于在反应堆升降温过程中，力学分析模型的各节点温度随时在变化，输入温度难以确定，因此热位移的监测只在120℃、180℃、230℃、291.7℃温度平台进行验收。在试验开展前，给出了不考虑热分层现象的波动管理论计算位移，并以此作为波动管热位移?
【参考文献】：
期刊论文
[1]一维非稳态导热反问题反演管道内壁面温度波动[J]. 熊平,艾红雷,卢涛,王新军. 核动力工程. 2018(02)
[2]布置方式对波动管热分层现象的影响分析[J]. 赖建永,黄伟. 核动力工程. 2011(06)
[3]稳压器波动管热分层应力及疲劳分析[J]. 余晓菲,张毅雄. 核动力工程. 2011(01)
[4]稳压器波动管热分层分析[J]. 张毅雄,杨宇. 核动力工程. 2006(06)
本文编号：3069095
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