淺析核電站管道振動

張海林

摘 要：到“十三五”末期，全國核電的總規模將達到在運與在建共8 800萬kw·h，核電在全國發電裝機容量中所占比重越來越大。為了更安全地使用核能，對核電站管道振動的研究越發重要。本文淺述核電站管道振動技術的處理方法以及管道振動帶來的危害，并在此基礎上給出了幾點相關的建議以供業內人士參考。

關鍵詞：核電站 管道振動 技術

中圖分類號：TM623 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）02（b）-0068-02

在這個能源缺乏的時代，社會經濟的飛速發展和人們生活水平的日益提高都需要更多的能源供給。與此同時，傳統能源日漸減少且越來越不滿足環保要求，而核能作為重要的清潔能源則越來越被各國重視，核電站的應用范圍也在不斷地擴大。而在核電站中，介質主要通過各種大小管道來運輸和做功。高溫高壓的蒸汽及水通過管道時會有紊亂、沖擊及沖刷，從而引起管道的振動，有時甚至超出了設計工況。因此，為了使核電站管道系統能夠滿足電站的整體設計運行工況，為了能更安全地利用核能，核電站管道的振動問題包括大管道和小管道，應該更引起我們的重視。

1 淺析核電站管道振動的影響

筆者根據科研和實踐經驗，對核電站管道振動的基本結構、工作原理、性能要求、技術參數、常見技術故障和維修要點等進行了基本了解和重點介紹，為現代化的眾多生產領域的應用推廣提供了重要的質量技術控制信息。隨著世界各國經濟形勢的不斷變化，我國也在不斷地加大作為國民經濟發展支柱的核電站建設的投入，創新和改進核電站結構的合理設計對確保核電站管道振動技術質量，提升核電站的整體性能，進而提高我國核電站的經濟效益以及社會效益十分重要。

2 管道振動技術處理方案

2.1 減震器的增加

減震器在核電站管道振動過程中主要是用于抑制彈簧吸震后反彈時產生的震蕩，以及其在反彈時出現的路面的沖擊。為了防止減震器在經過不平的路面情況時，出現異常現象，核電站管道振動技術控制人員應當適當增加減震器、吸震彈簧，適當控制彈簧的往復運動，以此抑制這種彈簧過度跳躍。在核電站管道振動過程中，除了要增加減震器還應當合理搭配減震器與彈簧，使其硬度相搭配[1]。通過推廣引震曲軸裝置的使用，實現曲軸扭轉震動的科學控制。減震器作為核電站管道振動系統中不可或缺的重要組成部分，保障減震器在核電站管道振動系統的穩定性、可靠性和準確性對提升核電站管道振動系統的整體運行質量十分重要。減震器裝置的自動校準裝置主要組成部分包括計算機、感應器、控制閥等部分。

2.2 支架的增加

支架在核電站管道振動過程中是能夠起到一定支撐作用的構架。在進行流體輸送或液冷核電站管道系統運行過程中，如果支架設計不完善，會導致錯誤的施工手段和施工方法，核電站內部流體和外部載荷的作用會導致支架發生不同程度的劇烈振動，容易導致核電站的動應力水平嚴重下降，進而破壞了核電站管道振動系統，嚴重影響了核電站管道結構的科學配置，容易導致核電站發生一些安全事件，破壞了核電站管道振動的應力。如果在核電站管道振動的回水管上增設H型支架，有利于通過增加支架的數量來實現核電站振動剛度的有效控制。由于核電站管道振動系統管路結構十分復雜，使得支架對振動系統的振動控制比較有利，有利于實現核電站管道振動過程中出現補償問題，防止核電站電橋電壓出現不穩定。這就使得支架補償片不能有效發揮，影響到核電站振動系統的試件材料，不利于核電站管道振動系統支架溫度的合理控制，預試證明核電站管道振動系統補償片支架的柱體溫度能夠迅速達到正常管道溫度的有效控制，防止導線連接出現問題，實現核電站管道振動系統信號的穩定性，保障整個核電站管道振動測試系統的正常運行。核電站管道振動系統支架應用的廣泛性，是核電站運行過程中承受振動壓力的主要構件，能夠通過支架的頂梁和柱腿實現核電站管道振動的科學控制。雖然支架在核電站管道振動系統檢定過程中仍然存在一些障礙，但是技術人員應當對減震溫進行定期的校驗和維修管理工作。技術人員應當根據支架的整體性能將核電站管道振動系統進行不斷優化，在實踐中推廣支架在核電站管道振動系統中的應用，對實現支架的有效監管和控制具有十分重要的意義。

2.3 增加阻尼器

阻尼器是在核電站管道振動系統中，以提供核運動的阻力，耗減核電站管道振動能量的裝置。利用增加阻尼器的方式來吸能減震是核電站管道振動系統運行過程中常采用的技術，核電站管道振動能夠通過阻尼器實現減振消能的目的。液壓粘滯阻尼器在核電站振動結構工程中經歷了無數次的實驗和多次的嚴格審查工作，并進行了科學家反復的推理論證，能夠有效地使核電站管道振動在高空強風和臺風吹拂的情況下防止搖晃等問題的產生。調諧質塊阻尼器主要是利用核電站管道振動系統的擺動來減緩核電站的晃動幅度，有利于探查核電站工地預定附近的地質結構。依據這些資料，為了增加核電站發電過程中振動出現的彈性來避免核電站強烈振動所帶來的破壞，良好的阻尼器產生的彈性使得核電站振動系統在面臨微風沖擊時，能夠抵消風力所產生的核電站振動。被動式的電磁阻尼器用于核電站管道振動系統，使得其轉子取得了較好的減振效果。這種核電站管道振動系統阻尼器的阻尼所產生的機理是被動的，并且核電站管道振動系統阻尼器的大小根據核電站的大小實現不同的振動控制。擠壓油膜阻尼器的總體結構簡單、造價低，但是具有很高的可靠性。液壓阻尼器在核電站的適用范圍比較寬泛，對于核電站管道及設備的抗振動性具有較強的減震抗阻功能，可以有效控制核電站沖擊性的流體振動，核電站管道振動低幅高頻或高幅低頻的振動。

3 對管道振動技術處理時的建議

技術人員應當重視核電站管道振動過程中，減震器、支架和阻尼器數量的增加。管道振動技術處理時應當完善減震裝置設計的注意事項，比如：對于核電站管道振動結構設計應當推廣比較合適的消能減振設計方案，可以借鑒日本和美國的核電站管道振動設計經驗，最好選擇減振基本周期小于110 s的減振裝置設計效果，提升核電站管道振動技術方案的整體價值[2]。核電站管道振動技術人員在進行核電站消能減振的過程中，應當將核電站結構假定為剛性，將振動視為一個時間過程，對核電站管道振動力的大小進行準確推定，并選取精準的減震器、支架和阻尼器數量來實現核電站管道振動技術的輸入數據，實現對每一刻核電站管道振動反彈能力的細致觀測。核電站管道振動技術人員也應當確保核電站高寬比的精確度，以期能夠保障核電站消能減振技術設計的科學性和合理性。

4 討論及發展

核電站管道振動技術人員應當綜合分析減震器、支架和阻尼器的不同類型，綜合考慮核電站管道振動技術消能減振的速度、位移、主軸部件的不同位置，實現核電站不同基尼數量的計算和確定工作，進而科學分布核電站管道振動技術的設計目標。技術人員要嚴格按照核電站管道振動技術消能減振的實際要求和具體情況沿著減振的兩個主軸方向進行減震系數的設置，提升核電站整體結構的消能減震能力，并根據核電站管道振動技術設計工程的強擴張性構，建出科學合理的消能減震受力體系。此外，要重視核電站消能減震設計的質量管理、設計進度管理、安全管理和投資管理這幾個方面，積極引導核電站管道振動技術人員不斷提升核電站管道結構的消能減震設計技術，提高核電站管道結構消能減震設計的效率和綜合競爭力。

5 結語

綜上所述，核電站管道振動技術的創新是現代科學技術領域的關鍵組成部分，有利于為現代工業蓬勃發展的道路上發揮著先驅性的引導作用。筆者對核電站管道振動系統進行深入的研究，不僅有利于提高核電站管道振動系統的運行效率，為整個人類社會的生產生活提供重要的指引，還有利于使核電站管道振動系統操作人員在大眾中樹立起良好的形象。

參考文獻

[1] 武漢東.有關核電站管道振動技術的研究[J].技術工程，2012（3）：12-13.