【摘 要】
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蒸汽发生器传热管束是核电站核岛内的关键部件,是隔离放射性冷却剂最薄弱且面积最大的压力边界,易发生由流致振动引起的疲劳、碰撞、噪声及磨损等问题。2012年美国San Onofre核电站(SONGS)蒸汽发生器传热管发生过度流致振动,导致传热管被磨穿,放射性物质的泄漏量超限。随后核电站宣布永久停堆,造成了难以估量的经济损失和严重的社会影响。SONGS事故发生的原因为:在局部极端的热工水力条件下,防振条
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蒸汽发生器传热管束是核电站核岛内的关键部件,是隔离放射性冷却剂最薄弱且面积最大的压力边界,易发生由流致振动引起的疲劳、碰撞、噪声及磨损等问题。2012年美国San Onofre核电站(SONGS)蒸汽发生器传热管发生过度流致振动,导致传热管被磨穿,放射性物质的泄漏量超限。随后核电站宣布永久停堆,造成了难以估量的经济损失和严重的社会影响。SONGS事故发生的原因为:在局部极端的热工水力条件下,防振条对传热管的接触力不足,不能有效地避免传热管面内方向的流弹失稳和随机振动,从而导致磨损。蒸汽发生器传热管U型弯管段的面外振动对应于二次侧两相流的横流方向,而面内振动则主要对应于顺流方向,如图1所示。以往蒸汽发生器传热管设计时往往只关注了U型管面外方向的流致振动问题,防振条(AVB)的设计主要考虑限制面外方向的振动,对于面内振动的约束较弱。直到SONGS事故的发生,各国核工业界和学术界才将研究方向聚焦在了松支承约束下的管束面内方向流致振动。本文简述了SONGS蒸汽发生器传热管磨穿事故发生过程和美国核管会的事故调查结果,介绍了事故所涉及的管束结构流弹失稳的物理机理和理论基础,并分析了事故发生的偶然性和必然性,同时给出了事故发生后国际核工业界针对该问题的研究进展。
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