核电管道振动处理

张孟凯 张雯铭

中核工程咨询有限公司 北京 10007 1

1 实际管道振动问题

1.1 启动给水系统（APD）管线

1.1.1 问题描述及原因分析

1）启动给水泵系统的快速打开没有低速的调节阀，管道中流体的流动突然瞬间变化，产生强大的压力波和迅速传播，产生了巨大的影响导致严重的管道和管道的振动；2）管道的设计支持和吊架：锚板的水平管道的长度是分离是12米，水平管道的主要部分是刚性吊架和滑动支架，和横向管道只配备一个固定支架，管道本身的负载。通过现场观察，支架锚固板的连接形式是上部以焊接的形式与墙体连接，下部以膨胀螺栓的形式固定在墙体上[1]。

1.1.2 问题描述和减少管道振动原因分析

一般的预防措施可以考虑从以下两个方面：1）从流水线操作技术的观点：改善美国启动给水泵的运行方式，以慢慢地调整其开放，减少流的瞬态变化，并导致一个强大的压力波，但在实现过程中，不能更精确的调整泵的开放。2）长管但缺乏固定的系统支持，有必要提高管道系统的刚度的角度增加阻尼支持提高管道系统的刚度，这不仅可以增加管道系统的固有频率，避免管道系统的共振场，而且有效降低管道系统的振动振幅。其中，当它是不可能改革泵、阀门和其他设备和优化操作流程，增加结构刚度是广泛采用的管道系统作为一个常见的方法，和最经济有效的方法之一是改变管支架和吊架的布置，补充增加的支持和吊架的形式。如有必要，可以通过调节减振器或减振器，减少支座之间的距离来增加管道系统的刚度。在实际应用中，在转角处增加了两个导架，改变了原有水平管道上原有导架的布置和安装形式，增加了管道系统的刚度，降低了管道的振动。管弯头属于薄弱环节，属于金属监理的重点领域。

2 管道振动处理方法

2.1 支吊架检查

检查吊架的失效会降低管道系统的刚度，是管道振动的原因之一，吊架的失效会影响管道的使用寿命。因为我们没有调整传统的支持和衣架在调试期间，管道振动被发现后，我们进行了大面积调查支持和吊架的网站，发现共有368个团体的支持和吊架变态，鉴于其存在的问题，分别进行了调整，在大修周期。存在的问题主要有以下几点：1弹簧支吊架锁紧装置未拆下。为了方便现场安装，弹簧支架悬挂器由锁紧装置固定在寒冷的位置离开工厂时，锁紧装置应该被移除后，现场安装，否则，它将相当于刚性支架吊架和失去作用的弹簧吊架的支持。发现10组弹簧支吊架锁紧装置未拆下，支吊架偏差严重。由于支架和吊架的严重挠度，会对管道产生过大的附加侧向力，对管道产生反作用力。在对管道支吊架进行状态检查时，发现部分支吊架倾斜严重，未出现偏位或偏位现象。发现10组支架严重偏离中心。滑动支撑脱离或刚性吊架拉杆不承重[2]。

2.2 找到激发源

消除管道振动中激发源的最有效方法之一。在现场，我们发现以下两种情况：1调节阀进、出口颈缩严重，阀内汽蚀。Cex042vl原是双座调节阀，减径严重，阀门直径仅有150mm，管径DN300。怀疑凝结水管道的振动是由该阀引起的。将CEX042VL更换为DN200口径套筒式调节阀后，降低了管道的振幅，消除了高频噪声。阀门内部泄漏产生水锤，引起管道严重振动。高压疏水阀AHP038VL位于高压疏水阀内，其支架已断裂三次。当手轮关闭阀门时，水锤消失，管道振动消失。

2.3 调整管道系统的固有频率避开激振频率

调节管道系统的固有频率，避免激励频率引起的现场振动。在大多数管道中，通过调节吊架或控制激励源只能有效地控制管道系统的一部分，通过调节管道系统的固有频率来控制振动，以避免激励频率，从而避免共振。

2.3.1 增加减振点的位置

根据传统岛测量的结果，管道振动方向不明显，不考虑阻尼的设置点在那个方向，如中压给水管道振动只在y方向上，主蒸汽管道、蒸汽旁路管道和高压供水管道只考虑添加休克在X和y方向。除工程经验外，还应考虑以下因素：（1）应充分考虑阻尼点的开根位置，开根位置应为楼板、承载梁或刚度较高的平台。同时，增加的阻尼点不影响其他设备的运行、运行和维护[3]。

2.3.2 建立固体模型

分析理解管道系统振动的固有特性和振动控制的设计提供指导管道系统的固有振动特性治疗之前和之后添加阻尼点计算通过使用Ansys计算软件管道模块。对各管道系统进行振动处理前的前5个固有频率进行计算，通过理论治理结果的计算和分析，得出引起各管道系统振动的低振型。

2.3.3 管道支撑吊架设计计算原则

管道支撑吊架设计步骤如下：1、采用标准跨度原则选择管道支撑吊架位置。假设此时存在一个刚性的y方向约束，然后进行重量载荷分析。这种分析称为约束权重分析。在此分析中，每个约束上的重量负荷将作为弹簧选择的热负荷。从管架位置移开约束并进行热膨胀分析。这种分析被称为“自由热”分析。每个支架位置的热位移将作为弹簧选择的热位移。利用从约束重量计算出的热载荷和从自由热状态得到的位移，从弹簧表中为每个点选择一个弹簧，并使用弹簧刚度来确定安装所需的冷载荷（预先设置的弹簧载荷）。

3 结语

根据核电站管道振动测量的相关标准设计了原型机的总体框架，该系统由管道振动便携式测量、数据集成管理、振动评估系统、故障诊断专家系统和可靠性评估系统组成。管道振动测量系统的总体方案进行了研究和设计的功能和需求管道振动测量系统设计的整体功能方面的测量系统，测量系统的功能，测量系统的原理，测量系统的硬件和软件的开发的测量系统。开发管道振动测量系统对保证管道系统安全可靠运行具有重要意义。