螺旋管管束流体诱发振动的实验研究

根据200MW高温气冷堆蒸汽发生器的结构参数建立了实验研究模型,并针对相邻两层旋向相同的螺旋管管束,在横向流的冲刷下,对管子的动态响应进行了实验研究。实验结果表明,螺旋管管束的流体诱发振动响应与直管相比存在一定的差别;200MW高温气冷堆蒸汽发生器的设计避免了管束的大振幅振动。

抗振条面内接触刚度对蒸汽发生器传热管流致振动的影响

流弹性失稳是引起蒸汽发生器传热管管束失效的一种主要原因。在相同流场条件下,传热管是否出现流弹性失稳与其模态频率直接相关。在实际结构中,抗振条对U型传热管弯管段面内支撑机理与面外的方向上不同,是通过摩擦约束实现的。这使得在模态分析计算中,传热管弯管段支撑处的边界条件设置非常重要。本文将传热管与抗振条接触点处的面外边界条件假设为简支,而在面内方向上用弹簧来模拟抗振条对传热管的摩擦约束。同时,通过改变弹簧刚度,讨论了不同强弱的面内支撑对传热管流致振动的影响。分析结果表明,当抗振条与传热管面内接触刚度较弱时,面内流弹性失稳可能较面外流弹性失稳出现得更早。

螺旋管束流体弹性不稳定

螺旋管式蒸汽发生器由于其结构、换热性能等方面的优点在快堆和高温气冷堆中被广泛采用。本文在螺旋管束流动诱发振动实验研究的基础上，根据所获得的螺旋管束在横向气流冲刷下的实验数据，和美国阿贡实验室Ｓ．Ｓ．Ｃｈｅｎ在横向水流冲刷下的实验数据，建立了螺旋管束流体弹性不稳定的半经验模型和可供实际应用的设计准则。

10MW高温气冷实验堆蒸汽发生器传热管流体诱发振动分析

10MW 高温气冷实验堆(HTR-10)蒸汽发生器传热管为小弯曲半径的组件式螺旋管结构,管外流动介质为氮气,具有结构上的特殊性。本文利用近期国内外流体诱发振动(FIV)的理论和试验研究成果,从 FIV 发生的主要机理——漩涡脱落、流体弹性稳定性和声振动出发,分析、计算和校核其设计可靠性。结果表明,HTR-10蒸汽发生器在 FIV 方面的设计是安全的。

螺旋管式换热器的流致振动研究

流体诱发振动广泛存在于管壳式换热设备中,而螺旋管式换热器由于体积小、换热效率高,近年来大量应用于各类工业换热设备。本文针对单根螺旋管进行流致振动分析,分别利用一维热工水力程序RELAP5、CFD软件FLUENT和有限元软件ANSYS计算螺旋管一、二次侧流体密度分布,一次侧流体的速度场和螺旋管模态振型,并在0、1、2、4、和8支承数下计算单根螺旋管的流弹失稳比和湍流抖振均方根位移比。计算结果表明,当螺旋管采用4个对称支承进行固定时可满足ASME流弹失稳和TEMA湍流抖振的设计标准。