蒸汽发生器防振条振动测试分析

引言

蒸汽发生器是核电厂的重要设备,其主要作用是将反应堆产生的热量通过热交换传递给蒸汽发生器二次侧,产生蒸汽推动汽轮机做功。蒸汽发生器中的换热管是一回路系统压力边界中最关键也是最薄弱的环节,换热管破裂会造成系统失效,危及反应堆安全。为了保障换热管的运行安全,在换热管弯管区设置防振条组件。在防振条组件发生偏移后,支撑位置发生变化,无支撑跨距改变,会导致换热管频率和磨损量变化。

本文对完成水压试验后的福清4#蒸汽发生器(CPR1000）在机加工过程中,防振条组件出现的振动情况进行测试,并测量换热管及防振条的固有频率,评估接管坡口机加工过程对防振条等部件振动程度的影响,为蒸汽发生器防振条的制造加工提供数据参考。

1测试概况

蒸汽发生器完成高水压试验后,需要完成12种机加工操作,包括一次侧接管锯切、二次侧接管锯切、蒸汽出口接管锯切、二次侧排污接管铣切、上部窄量程测量仪器接管铣切、下部窄量程测量仪器接管铣切、蒸汽出口接管坡口铣切等。振动测试设备采用32通道的MDR-80-V2移动数据记录系统和压电式加速度传感器。蒸汽发生器防振条位置上布置7个振动测点,如图1、图2所示,其中6个测点平行于换热管方向,1个测点垂直于换热管方向。本次振动测试在东方重机厂区内完成。

2防振条振动测试

机加工振动测试共分12个工况进行,防振条振动测试结果如表1所示。测试结果显示:不同的机加工工况,防振条测得的最大瞬时加速度变化较大,其主要频率成分也不尽相同。防振条加速度最大值出现在蒸汽发生器下部窄量程测量仪器接管铣切加工时,最大瞬时加速度为36.2m/s2,对应主要频率为1000Hz,方向为平行于换热管方向,满足蒸汽发生器防振条振动幅值要求,未对防振条产生偏移影响。

3换热管及防振条固有频率

采用锤击法测量蒸汽发生器内部换热管和防振条的固有频率。用冲击力锤激励换热管,激励方向为向下垂直于换热管,测试结果如图3所示,测试数据经傅立叶变换后显示存在365Hz的主要频率分量。

用冲击力锤激励防振条,激励方向为垂直于防振条,测试结果如图4所示,测试数据经傅立叶变换后显示存在350Hz的主要频率分量。

4结语

本文对福清4#蒸汽发生器在机加工制造过程中防振条出现的振动情况进行了测量,并初步测量换热管及防振条的固有频率,测试结果表明:防振条最大瞬时加速度为36.2m/s2,满足蒸汽发生器防振条振动幅值要求,机加工未对防振条产生偏移影响,振动测试结果为蒸汽发生器防振条的制造加工提供了有效的数据参考。