| 标题 | 分析核电厂重要仪表管线振动疲劳测试与治理 |
| 范文 | 于景志 李恒敬 赵岳 中图分类号：TM623 文献标识：A 文章编号：1674-1145（2019）7-155-01 摘 要 众所周知，核电厂内部设置着很多的仪表管线，主要用于监测压力、流量等机组状态信息。其中部分关键性仪表管线的信号直接关系着反应堆和汽轮机运转状态。假如此类重要仪表管线出现断裂，将导致机组非计划跳机堆。截止到目前，已有很多电厂出现过这类仪表管振动断裂事故。 关键词 核电厂 重要仪表管线 振动疲劳 测试 治理 一、处理老化问题要求 对于设备老化处理要求，设备的循环操作会对部件的寿命有影响，这类影响主要来自于机械磨损。因为这种磨损是没有办法避免的，所以除非有确切的数据来证明该设备没有严重磨损，否则就应该在规定的条件下进行次数运行老化，这是根据安全级数字化控制系统设备老化定理来处理一些设备老化的问题。但是，当安全级数字化设备处于相对平稳的环境中时，就不存在明显的老化，也不用确定设备的寿命，正因为这样，这类设备就不用进行老化实验了，当设备所处的地区累积辐射量不会太高，就可以不考虑辐射老化问题，也可以不进行相应的实验。 二、环境要求 对于核安全DCS的环境要求，RCC-E规范里的环境要求十分严格，在我国，最先符合该规范要求的比如说像M310堆型的核电厂就是一个很好的例子。但是，不同的核电厂对环境的要求也不尽相同，比较典型的像国内AP1000堆型的核电厂对环境的要求就是：首先就要满足NUREG-0800认可的环境要求，再根据不同情况遵从别的规范。就目前的实际鉴定结果而言，国内并没有一个统一的核电标准要遵循的环境要求，大都是走一步看一步，所以也可以这样认为，核安全级DCS设备的鉴定要满足RCC-E中所规定的环境条件，还应该符合国内具体核电厂地址的一些要求。 三、理化性能检测 对于核级仪表管的理化性能检测，首先需按照炉批号、同一规格、同一制造工艺不同公称外径及壁厚做出数量约定，方便进行取样。核级仪表管理化检测项目一般包括化学成分、力学性能（含高温拉伸），工艺性能、晶间腐蚀及洛氏硬度等，对于316L不锈钢，化学成分中还需控制Co、B含量，以保证其相关工艺性能。对于壁厚小于2mm的核级仪表管，无法直接检测其洛氏硬度，根据检验设备的不同，一般采用表面洛氏硬度HR 15T或维氏硬度HV检测后换算成洛氏硬度的方法。核级仪表管的硬度是其重要的检测指标，是仪表管与卡套接头匹配的重要技术参数，仪表管的硬度一般为不超过85HRB为宜。 四、仪表管支撑的设置 应用于安全级仪表管线的支撑需具有抗震性能，抗震I类的支撑件需固定在抗震I类的构筑物或其他抗震I类的支撑件上。依照仪表管支撑的应用场合可分为固定点支撑或滑动点支撑。固定点支撑能够预防仪表管的运动，滑动点支撑只对仪表管起到导向作用，仪表管能够在固定范围内自由活动，以减少附近设备振动和地震状况下导致的仪表管道位移，确保其性能。 五、以事故及事故后环境条件为依据 核安全级数字化仪表控制系统一般安置在通风的设备间，可以说系统是在较温和的环境下运行的，而如果发生了一些不可抗拒的事件，比如地震运动，就会导致温和环境下设备在设计基准事件中工作效率失效，所以对于事故和事故后的环境条件，核安全级数字化仪表控制系统必须要考虑一些不可抗拒的事件发生的情况，尽量避免或减少设备因为地震或者其他非机械运动而发生损毁。 六、设备安装要求 在安装核安全级DCS设备的时候，一般情况下要运用模拟预期时的安装方法和调定的位置来安装，这样有利于提高安裝效率。任何的安装，都具有很严格的要求，都应该根据实验报告的具体规定来进行，如果没有实验报告的支持，没有按照实验方式来进行安装，那么设备的性能可能会因为用了不同的配置而有所降低，这样就离原有的目标渐行渐远。 七、振动治理改进措施 仪表管线压力测量管线而且管径不大，管内流体流速相对较慢，排除内部流体激振致使管线振动的可能性；依照当场场观测结果，也排除生根于混凝土墙壁支架导致振动的可能性，进而明确振动全部因母管导致的。也就是高速蒸汽流体致使母管出现高频管壁振动，而导仪表管线振动剧烈。考虑到对接焊焊缝导致的应力集中系数比较小，因此拟定减振策略如下：转接头变更为锥形，上游部分外径21.3mm、壁厚6.5mm，下游外径9.6mm、壁厚1.65mm，中间部位圆滑过渡；插套焊变为对接焊。 八、结语 经过振动特性测试，获取了振源的重要振动频率，确定了振动类型属于高速流体致使的管壁振动模态，获得了仪表管振动的根本原因，明确了后续拟定减振策略的方向。 参考文献： [1]傅志芳.振动模态分析与参数识别[M].北京：机械工业出版社，2000. [2]何超.核电厂管系振动评定方法分析[J].核动力工程，2011，32（Z1）：107-110. [3]核电厂核岛机械设备材料理化检验方法：NB/T20004—2011[S]. |
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