[发明专利]一种蒸汽发生器二次侧异物磨损的评估方法

说明书

本发明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。

技术领域

本发明涉及微动磨损技术领域，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。

背景技术

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。

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。

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。

发明内容

有鉴于此，本发明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。

为了达到上述目的，本发明采用以下的技术方案：

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D_t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；

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。

根据本发明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：

V_c＝0.125×D_t²×D×[2×θ-sin(2×θ)]