一种蒸汽发生器二次侧异物磨损的评估方法技术

本发明专利技术公开了一种蒸汽发生器二次侧异物磨损的评估方法，包括如下步骤：确定待评估蒸汽发生器传热管的基本信息：包括传热管外径Dt和传热管壁厚W；确定待评估二次侧异物的基本信息：包括异物的几何结构、基本几何尺寸系数α、横向几何结构系数β1、轴向几何结构系数β2、异物和传热管之间的磨损系数K、异物质量m；确定待评估二次侧异物所处蒸汽发生器位置的流体信息：包括流体系数γ；确定待评估二次侧异物所处蒸汽发生器位置传热管的流致振动信息：包括振动频率f和振动幅度d；计算临界磨损时间t。本发明专利技术的蒸汽发生器二次侧异物磨损的评估方法，实现了不同类型二次侧异物对传热管的服役寿命影响的评估，可快速获得临界磨损时间，评估速度快、精度高。精度高。

【技术实现步骤摘要】
一种蒸汽发生器二次侧异物磨损的评估方法


[0001]本专利技术涉及微动磨损
，尤其涉及一种一种蒸汽发生器二次侧异物磨损的评估方法。

技术介绍

[0002]蒸汽发生器是核电厂重要的核岛主设备之一，是一回路和二回路的换热枢纽，其结构完整性及流动传热特性对于核电厂的安全与经济运行至关重要。国内外运行经验表明，蒸汽发生器二次侧异物问题，是蒸汽发生器主要缺陷之一，部分机组因异物导致传热管发生泄漏，造成停机停堆，对蒸汽发生器可靠性带来重大威胁，给核电厂的安全可靠运行带来极大隐患。
[0003]目前，针对异物的运动规律及其对传热管缺陷的潜在影响和演变规律的认知还不够充分，二次侧异物对传热管磨损的机理不明确，二次侧异物对传热管的磨损风险评估没有统一认识和判据，异物材质与结构、二次侧流动脉动随机性较强，尚无系统归纳。所以当前没有一套快速、成熟可用的二次侧异物磨损的评估方法，无法对蒸汽发生器中二次侧异物的危害做出准确判断，严重影响核电站蒸汽发生器的安全运行与低成本维护。
[0004]传热管间的二次侧异物运动过程涉及传热、流动、摩擦、撞击等多个物理过程，异物的大小、形状、位置、微动情况具有较大的随机性，问题十分复杂。因此，亟需开展二次侧异物对传热管磨损的评估研究，形成磨损评估方法，为蒸汽发生器二次侧异物处理规程的改进提供理论支撑，其对蒸汽发生器的安全运行有着重要的意义。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种蒸汽发生器二次侧异物磨损的评估方法。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术采用以下的技术方案：
[0007]一种蒸汽发生器二次侧异物磨损的评估方法，包括如下步骤：
[0008]确定待评估蒸汽发生器传热管的基本信息：包括传热管外径D
t
和传热管壁厚W；
[0009]确定待评估二次侧异物的基本信息：包括异物的几何结构、基本几何尺寸系数α、横向几何结构系数β1、轴向几何结构系数β2、异物和传热管之间的磨损系数K、异物质量m；
[0010]确定待评估二次侧异物所处蒸汽发生器位置的流体信息：包括流体系数γ；
[0011]确定待评估二次侧异物所处蒸汽发生器位置传热管的流致振动信息：包括振动频率f和振动幅度d；
[0012]通过如下公式计算临界磨损时间t：
[0013]t＝V
c
/[K
×
(β1×
γ
×
α2/(f
×
m)+4
×
β2×
γ
0.5
×
α
×
f
×
d)][0014]式中，V
c
为临界磨损体积，K为异物和传热管之间的磨损系数，β1为异物的横向几何结构系数，β2为异物的轴向几何结构系数，γ为流体系数，f为振动频率，d为振动幅度，α为异物的基本几何尺寸系数，m为异物质量。
[0015]根据本专利技术的一些优选实施方面，所述临界磨损体积V
c
通过如下公式计算得到：
[0016]V
c
＝0.125
×
D
t2
×
D
×
[2
×
θ
‑
sin(2
×
θ)][0017]式中，θ为临界磨损角，D
t
为传热管外径，D为异物的尺寸。
[0018]根据本专利技术的一些优选实施方面，所述临界磨损角θ通过如下公式计算得到：
[0019]θ＝arccos(1
‑
0.8
×
W/D
t
)
[0020]式中，W为传热管壁厚。
[0021]根据本专利技术的一些优选实施方面，所述异物的几何结构包括圆柱体、长方体和球体。
[0022]根据本专利技术的一些优选实施方面，所述异物的尺寸D通过如下准则得到：异物为圆柱体，D为异物截面直径；异物为长方体，D为次长边；异物为球体，D为异物直径。
[0023]根据本专利技术的一些优选实施方面，所述异物的基本几何尺寸系数α通过如下公式得到：
[0024]α＝D
×
L，异物为圆柱体，D为异物截面直径，L为异物长度；
[0025]α＝D
×
L，异物为长方体，D为次长边，L为长边；
[0026]α＝D
×
D，异物为球体，D为异物直径。
[0027]根据本专利技术的一些优选实施方面，所述异物的横向几何结构系数β1通过如下准则得到：
[0028]异物为圆柱体，0.012≤β1≤0.013；
[0029]异物为长方体，0.035≤β1≤0.036；
[0030]异物为球体，0.410≤β1≤0.415。
[0031]根据本专利技术的一些优选实施方面，所述的异物的轴向几何结构系数β2通过如下准则得到：
[0032]异物为圆柱体，1.577≤β2≤1.743；
[0033]异物为长方体，0.870≤β2≤0.890；
[0034]异物为球体，18.40≤β2≤18.50。
[0035]根据本专利技术的一些优选实施方面，所述的流体系数γ通过如下公式计算得到：
[0036]γ＝ρ2v4[0037]式中，ρ为流体密度，v为横向流体速度。
[0038]由于采用了以上的技术方案，相较于现有技术，本专利技术的有益之处在于：本专利技术的蒸汽发生器二次侧异物磨损的评估方法，实现了不同类型二次侧异物对传热管的服役寿命影响的快速评估，可快速获得临界磨损时间，评估速度快，评估精度高。
具体实施方式
[0039]为了使本
的人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。
[0040]本实施例中的一种蒸汽发生器二次侧异物磨损的评估方法，具体包括以下步骤：
[0041]步骤(1)、确定待评估蒸汽发生器传热管的基本信息
[0042]传热管的基本信息包括传热管外径D
t
和传热管壁厚W。
[0043]步骤(2)、确定待评估二次侧异物的基本信息
[0044]异物的基本信息包括异物的几何结构、基本几何尺寸系数α、横向几何结构系数β1、轴向几何结构系数β2、异物和传热管之间的磨损系数K、异物质量m。
[0045]其中，本方法中的异物的几何结构只适用于圆柱体、长方体和球体三种类型异物。根据异物几何结构的不同，通过如下准则得到对应的基本几何尺寸系数α、横向几何结构系数β1和轴向几何结构系数β2。具体的：
[0046]异物的基本几何尺寸系数α通过如下公式计算得到：
[0047本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种蒸汽发生器二次侧异物磨损的评估方法，其特征在于，包括如下步骤：确定待评估蒸汽发生器传热管的信息：包括传热管外径D
t
和传热管壁厚W；确定待评估二次侧异物的信息：包括异物的几何结构、基本几何尺寸系数α、横向几何结构系数β1、轴向几何结构系数β2、异物和传热管之间的磨损系数K、异物质量m；确定待评估二次侧异物所处蒸汽发生器位置的流体信息：包括流体系数γ；确定待评估二次侧异物所处蒸汽发生器位置传热管的流致振动信息：包括振动频率f和振动幅度d；通过如下公式计算临界磨损时间t：t＝V
c
/[K
×
(β1×
γ
×
α2/(f
×
m)+4
×
β2×
γ
0.5
×
α
×
f
×
d)]式中，V
c
为临界磨损体积，K为异物和传热管之间的磨损系数，β1为异物的横向几何结构系数，β2为异物的轴向几何结构系数，γ为流体系数，f为振动频率，d为振动幅度，α为异物的基本几何尺寸系数，m为异物质量。2.根据权利要求1所述的评估方法，其特征在于，所述临界磨损体积V
c
通过如下公式计算得到：V
c
＝0.125
×
D
t2
×
D
×
[2
×
θ
‑
sin(2
×
θ)]式中，θ为临界磨...

【专利技术属性】
技术研发人员：杭玉桦，梅金娜，蔡振，王鹏，汪浩川，谭世杰，陈海岳，
申请(专利权)人：广东核电合营有限公司中国广核集团有限公司中国广核电力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：