主泵高压冷却器盘管的流致振动分析

发布时间：2025-01-07 03:33

　　 为验证反应堆冷却剂泵(简称主泵)用高压冷却器结构设计在正常运行工况下可避免流致振动的发生,本研究依次从漩涡脱落、流体弹性不稳定和湍流激励3个方面分析了高压冷却器的壳侧流体对中间盘管振动产生的影响。采用预应力模态分析得到了螺旋管的固有频率为1.877 Hz,便于后续评定的对比;针对最大流通面积和最小流通面积2种极限情况分别计算了漩涡脱落频率,得到固有频率与漩涡脱落频率的比值均小于2;应用卡曼涡流频率计算得出螺旋管的流弹不稳定临界流速大于壳侧间隙流速,说明壳侧流体的流速未达到螺旋管的流弹不稳定临界流速;选用合适的螺旋管束半经验模型计算得到湍流激振的中心主频率是螺旋管固有频率的3.76倍。漩涡脱落、流体弹性不稳定和湍流激励的计算分析结果充分证明高压冷却器的结构设计是安全合理的,可满足核电厂的使用要求。

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【部分图文】：

图1 高压冷却器

如图1，高压冷却器主要由盘管（图2）、壳体、上盖、下盖、射流泵等组成。其功能是将引自反应堆一回路内的紧急注入水从293℃冷却到52℃以下，保证轴密封在规定的温度下安全稳定运行，防止因温度过高而损坏轴密封。每台主泵配置一台高压冷却器。高压冷却器盘管主要由螺旋管和法兰等组成，螺旋管围....

图2 高压冷却器盘管

图1高压冷却器1.2设计参数

图3 高压冷却器盘管有限元模型

由于模态分析的对象是高压冷却器盘管，因此将壳体和盖板简化，计算模型保留螺旋管和上、下法兰结构。法兰的结构不影响计算结果，因此将法兰端面的螺纹孔和圆角简化，有限元模型中不再建立相应结构。螺旋管为主要分析对象，网格划分采用规则的六面体来提高计算精度。法兰、弯管、内部圆筒及盖板为辅助分....

图4 螺旋管变形分布云图

采用预应力模态分析得到螺旋管的一阶固有频率为f=1.877Hz。每层螺旋管的变形量见图4。3流致振动分析

本文编号：4024435