NHR-200主换热器传热管振动分析

根据２００ＭＷ核供热堆（ＮＨＲ－２００）主换热器的设计工况，针对其传热管振动时流体弹性不稳定、旋涡脱落和湍流激振的主要机理，依目前换热器设计所通常采用的防振判据，对主换热器传热管振动作了详细分析。结果表明：ＮＨＲ－２００主换热器在其设计工况下运行时，不会发生流体弹性不稳定所导致的大振幅振动，如果运行偏离设计工况，那么Ｕ型管的弯管区是首先引起注意的区域；在设计工况下，传热管各区不会产生疲劳破坏，传热管的相互碰撞和剪切与磨损的破坏。     

高温气冷堆示范工程螺旋管式直流蒸汽发生器工程验证试验

研发一种新型蒸汽发生器必须进行一定规模的工程验证试验。清华大学核能与新能源技术研究院在其实验基地建设了高温气冷堆示范工程(HTR-PM)螺旋管式直流蒸汽发生器的工程验证试验回路(engineering test facility for steam generator, ETF-SG)。工程验证试验回路能够模拟HTR-PM运行参数,可对HTR-PM蒸汽发生器一个换热组件进行1∶1的工程验证试验。回路设计热功率10 MW,氦回路设计压力8 MPa,最高设计温度800℃,二回路设计压力18 MPa,最高设计温度600℃。在工程验证试验回路上针对高温气冷堆蒸汽发生器完成了几十项热工水力试验,对蒸汽发生器的温度均匀性、堵管后温度分布及其温度展平调节、热工水力瞬态特性、两相流不稳定性等进行了试验研究,验证了HTR-PM螺旋管式直流蒸汽发生器的热工水力和结构设计,并为其调试、运行、低功率及启停工况参数的确定提供了重要数据和参考。     

核电站蒸汽发生器传热管泄漏监测~(16)N传输过程分析

氮-16监测系统中,确定16N传输时间是一项关键技术,目前仅限于用理论方法求解.以55/19型蒸汽发生器为例,通过对其结构以及热工水力特性的分析,研究了蒸汽发生器传热管泄漏后一回路中16N核素进入二回路后的传输过程,并简要给出了求解方法,可作为求解蒸汽发生器传热管泄漏监测16N传输时间的基础.     

L6470在焊接摆动控制中的应用

采用ST公司生产的数字控制驱动芯片L6470驱动步进电机,其作为焊枪曲线运动的控制芯片完成复杂的焊接工艺,系统只需通过DSP发出命令,L6470便可以驱动电机进行相应的运动控制,经实验验证,满足了TIG焊接焊枪摆动的控制要求,节省大量资源的同时也减小了经济开销。     

圆柱齿轮分扭传动系统的均载特性及试验研究

运用集中参数法建立含齿面摩擦的动力学方程,根据系统闭环特点消除传动系统的刚体位移;采用Runge-Kutta法获得扭转刚度对传动系统动态均载系数的影响,并在3种工况下下开展2组传动系统均载性能的试验及对比分析。研究结果表明:通过减小双联轴扭转刚度获得的大变形可有效补偿齿轮副中心距位移、齿轮侧隙等引起的系统偏转角,改善均载性能;均载系数试验值和理论值之间的相对误差小于10%;在相同工况下,第2组均载系数的试验值均比第1组的低,试验结果验证了理论研究模型的有效性;为获得较好的均载性能,在满足强度的条件下,可尽量增大双联轴的柔度。     

蒸汽发生器传热管电涡流检测探头响应的理论建模与仿真

为了研究蒸汽发生器传热管缺陷与探头信号的定量关系以实现缺陷的自动定量检测,利用有限元方法建立了蒸汽发生器传热管电涡流检测探头响应的理论模型。通过仿真和实验研究环形槽和腐蚀坑两种典型缺陷的探头响应信号,发现仿真与实验结果的规律一致,验证了所建模型的正确性。随后,应用本文所建理论模型仿真研究了缺陷位置和大小对探头信号的影响规律。结果表明:在优化工作频率的前提下,内壁缺陷和外壁缺陷的信号相位差异显著,探头信号的强弱主要取决于缺陷大小。据此,可根据探头信号的相位识别缺陷位置,根据探头信号的大小量化缺陷参数。该研究成果可为蒸汽发生器传热管电涡流检测探头信号的自动分析提供理论依据。     

HTR-10蒸汽发生器试验回路及其水动力特性分析

１０ＭＷ高温气冷堆（ＨＴＲ－１０）蒸汽发生器的两相流动稳定性问题是设计中必须考虑的问题，文中分析了ＨＴＲ－１０蒸汽发生器恒热流和强迫循环一次热源的静态水动力特性。论述了用恒热流所得判别各类稳定性准则作为Ｈｅ加热的ＨＴＲ－１０蒸汽发生器设计依据是不足的。有必要进行Ｈｅ加热ＨＴＲ－１０蒸汽发生器工程模型两相流稳定性试验。还介绍了ＨＴＲ－１０蒸汽发生器工程模型试验回路及本体，以及在该试验回路上预期达到研究成果。     

无填丝TIG焊参数对铁素体不锈钢管缝接头组织性能的影响

对022Cr11Ti钢汽车排气管管缝进行无填丝双TIG焊枪自动焊接试验结果表明,焊接工艺参数对接头的组织形貌及抗拉强度影响较大,双焊枪电流在90～130 A范围内焊缝表面质量较好,但都会使接头晶粒不同程度长大,随着焊接电流增大,焊缝组织形貌由粗大柱状晶形貌改变为心部等轴晶+两侧粗大柱状晶形貌,同时,Rm逐步降低,拉伸断裂位置也按HTHAZ→焊缝→HTHAZ改变,试验得出采用双枪电流分别为I1=120 A,I2=90 A时的管缝接头具有较好的强度,Rm可达到376.81MPa,使焊管冷弯时发生接头开裂现象得到明显改善.     

基于直流电压降法的传热管疲劳裂纹扩展速率测量

介绍了基于直流电压降法测量蒸汽发生器传热管690合金轴向疲劳裂纹扩展速率的销加载拉伸方法。该方法与其他方法相比较,可以直接采用原始管状材料,在线连续测量管状试样在不同应力强度因子下的疲劳裂纹扩展。通过对标准紧凑拉伸试样的类比分析,建立传热管试样的销加载拉伸模型,并对该模型进行电学和力学有限元模拟分析,确定直流电压降数据采集方法。验证试验采用核电蒸汽发生器用690合金传热管,分别研究了室温和高温325℃空气中载荷和温度对材料疲劳裂纹扩展速率的影响,试验结果采用Paris-Erdogan公式进行拟合,吻合度较好。扫描电镜下观察端口形貌,疲劳裂纹的扩展为穿晶形式,在穿晶断口上观察到明显的疲劳辉纹和微塑性区。     

Incoloy 800与Inconel 690抗腐蚀性能研究现状

蒸汽发生器传热管用材必须满足苛刻的技术要求,其中最关键的是要在核电站运行工况下具有良好的抗一、二回路水介质腐蚀的能力。传热管用材先后经历了18-8型不锈钢、Inconel 600、Incoloy 800和Inconel 690等发展历程。基于此,本文主要介绍了近期Incoloy 800和Inconel 690抗腐蚀性能的研究现状并给出了二者抗腐蚀性能的对比。     

正齿轮传动的动载荷影响因素分析

本文用状态空间方法计算了各种单级和多级齿轮传动系统的动态特性,分析了齿轮参数和齿轮误差对传动系统动态性能的影响,并研究了多级齿轮传动系统中联接轴扭转刚度和各级齿轮啮合刚度相位排列对系统动态的影响,为高速齿轮设计提供了指导性的意见。     

步进式电弧螺柱焊枪及控制系统的研究

在深入研究电弧螺柱焊过程及传统电弧螺柱焊枪的基础上，提出了一种全新的设计思想，以此研制开发了步进式电弧螺柱焊枪及其控制系统．焊枪的机械结构部分以步进电机为动力机构，以螺旋传动装置为运动机构主体，实现了电弧螺柱焊所需的螺柱运动过程；控制系统以MCS-51单片机为主控元件，实现了对焊枪及焊接过程的控制．螺柱提起高度、送下深度、提起和送下速度等焊接参数的设定由程序控制，减少了人工调整的随机误差；同传统电弧螺柱焊枪相比，此焊枪的参数调节具有相互独立的特性，送下深度可以在更大范围内调整．     

高温气冷堆核电站蒸汽发生器管板定位机器人

管板定位机器人用于高温气冷堆核电站蒸汽发生器的传热管检修工作。作为堵管工具的载体,搭载各种不同的堵管执行单元,将其引导至指定的工作管孔,实施堵管工序。根据施工需求,开展了管板定位机器人研究。受限于被检对象及施工工况条件,管板定位机器人采用了模块化、轻量化设计。为消除管板定位机器人工作过程中管板结构应力变形、机器人自身运动误差和姿态调整引起的变形误差等因素影响,采用机器视觉辅助定位设计方案,消除上述各种非线性误差影响,提高管板定位机器人的位置控制精度。所设计的机器人样机在蒸汽发生器模拟体上进行了实际测试。结果表明,应用机器视觉技术进行目标定位及运动反馈控制是进行非线性误差补偿的有效手段,该方法控制精度高,控制系统相对简单可靠。     

钨极惰性气体保护焊焊枪运动姿态的传感与验证

针对实时准确传感反映焊工焊接经验及技能的焊枪运动姿态问题,设计组建了基于有线惯性测量单元的姿态传感实验系统,以实时获得焊枪姿态的原始数据,并进行了惯性测量单元输出精度的静、动态标定实验.为获得焊枪钨极尖端的空间运动姿态数据,建立了惯性测量单元-万向节-熔池三者间的坐标转换数学模型,并通过实验对其准确性和合理性进行验证.结果表明:惯性测量单元的输出精度为0.01°,其相对自身x、y坐标轴的夹角α和β的测量误差均小于1.2°,与z轴的夹角γ的最大测量误差为1.05°,满足焊枪姿态角的测量要求;所建立的焊枪姿态角转换数学模型合理,能够获得可接受误差范围内的有效焊枪钨极尖端空间姿态角.     

焊剂带约束电弧超窄间隙焊接的实现

探索一种实现超窄间隙焊接的新方法.采用5 mm的坡口间隙,将特定成分的焊剂带沿坡口侧壁送入电弧区,对电弧进行约束,可阻止电弧沿侧壁攀升;同时能有效控制电弧的加热区域,保证坡口两侧壁的有效熔合.设计并试验研究焊剂带约束电弧超窄间隙焊接的焊枪.导电嘴采用弹簧片作用的双铜板结构,通过建立描述导电嘴在夹紧焊丝时的变形及受力方程,精确设计导电铜板的几何形状,保证其可靠导电性和耐用性.试验表明,焊剂带与电弧的相对位置,以及合适的送焊剂带速度是保证稳定焊接过程的关键.     

渐变刚度特性状态下的板簧挠度计算

为解决渐变刚度特性状态下的板簧挠度计算问题,根据莫尔积分,建立了考虑板簧截面两侧圆弧的主簧刚度和主副簧复合刚度的数学模型;通过有限元仿真分析,得到了渐变刚度板簧的刚度-载荷特性,并利用积分运算,建立了渐变刚度板簧在不同载荷下的挠度计算式.通过实例计算和试验验证可知,挠度计算值与试验测试值的最大相对偏差为5.46%.研究结果表明:渐变刚度特性状态下的板簧挠度计算方法是正确的,可以为渐变刚度板簧的正向设计提供理论参考.     

铝合金薄壁长外管体焊接工艺的优化及研究

为了解决铝合金薄壁长外管体接头焊接的难题,提高外管体接头的焊接质量和焊接效率,采用正交优化设计,以焊接电流、焊枪角度、工件转速、送丝速度为因子,以48组焊接接头性能的综合评分为判定指标,安排4因素4水平正交试验,通过直观分析和方差分析的方法,对该型铝合金外管体接头焊接进行了TIG焊工艺参数的优化,得出了最优的焊接工艺参...     

HTR-10 蒸汽发生器密度波不稳定性分析

１０ＭＷ高温气冷实验堆（ＨＴＲ－１０）的蒸汽发生器为直流型、小盘管组件式结构,盘管弯曲半径小,工作压力为中压范围,由此而带来两相流体流动的不稳定性问题是ＨＴＲ－１０蒸汽发生器研究的主要问题。介绍了用Ｋｈａｂｅｎｓｋｙ等方法分析ＨＴＲ－１０蒸汽发生器的密度波不稳定性。分析了入口欠热度、入口节流度、加热功率、质量流量、系统压力、热负荷及出口蒸汽干度等对ＨＴＲ－１０蒸汽发生器密度波脉动的影响。分析表明在ＨＴＲ－１０蒸汽发生器设计工况下不会发生密度波脉动。     

蒸汽发生器几种水位控制方法的对比与分析

在所建立的U型管蒸汽发生器动态数学模型基础上，研究和分析了蒸汽发生器水位的动态特性．根据这些特性设计了蒸汽发生器串级PID水位控制、前馈—反馈水位控制、Smith水位预估补偿控制3种控制系统，并进行了控制系统仿真研究，结果显示3种控制系统都有较好的控制能力，有各自的特点．研究结果对于U型管蒸汽发生器的水位控制系统设计具有一定的指导意义．     

低密度流体冲刷下螺旋管束的振动行为

在西安交通大学风洞台架上，针对２００ＭＷ高温气冷堆蒸汽发生器设计参数所建立的实验模型，研究了蒸汽发生器中螺旋管管束在横向低密度流体冲刷下的振动行为。针对发生流体弹性不稳定现象时的临界流速；不同螺旋半径上相邻管的相互影响；同一螺旋半径上、下游管的相互影响等问题作了讨论。获得的结果对高温气冷堆氦气蒸汽发生器的设计提供了依据，同时亦为螺旋管束的诱发振动理论计算和理论模型的建立提供实验依据。