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摘要：本文首先分析管道振动危害，分析管道振动机理，并对核电厂汽水管道振动改造常用方法进行总结。针对常规方式在高温汽水管道振动改造中的局限性，提出通过增加管道阻尼的方式降低管道振动，并对增加管道阻尼减振原理进行理论分析，对如何增加管道系统阻尼进行介绍，对黏滞型阻尼器的结构及选取方法进行介绍。最后通过某核电厂高温给水管道振动改造案例，详细介绍黏滞型阻尼器在实际中的应用。
关键词：黏滞型阻尼器；汽水管道；管道振动
1.前言
核电厂常规岛汽水管道支撑设计.一般只考虑管道承载及热位移，这就导致管道刚度较低。当管道内介质出现两相流、压力脉动等不稳定因素时，很容易出现管道振动过大现象。管道振动过大会加速材料疲劳损坏，缩短材料使用寿命；引发支吊架松动，使得管道载荷分布和应力分布偏离设计要求；长期振动还会造成阀门元件或测量支管损坏，引发管道破裂、压力边界破坏，严重者会导致停机。因此，必须采取一定措施，降低或消除管道振动。
在常规岛管道振动改造中，常采用改变系统刚度的方式，提高管道刚度通常是增加刚性支吊架或加固原有支吊架方式来实现，其原理是通过增加刚度，改变管道的固有频率，使之避开激振力频率，从而降低管道振动。但对于高温、热膨胀热位移大的汽水管道，采用此方式，一方面会导致管道热位移或热膨胀受限，造成管道应力超标，损坏管道结构完整性。另一方面，由于高温高压管道介质流速快，容易产生宽频能量带，管道多阶固有频率很容易落入其中，这时候单纯提高管道系统刚度改变固有频率，很难完全避开激振力频率，这时候可以采用增加系统阻尼的方式。
2.阻尼器介绍
2.1阻尼器分类
工程中最常见得阻尼器有两种，分别是液压阻尼器与黏滞型阻尼器。液压阻尼器借助特殊阀门控制液压缸移动以抑制管道由于受到周期性或冲击性荷载的影响而产生的振动，在受到振动或冲击时，整个阻尼器变成了近乎刚性的连接元件并将管道承受的冲击载荷传到结构梁上，因此液压阻尼器可以看作是一种不限制管道热位移的刚性支吊。所以在管道振动领域增加阻尼器是指黏滞型阻尼器。
阻尼器减振的原理如下：黏滞阻尼器由柱塞、外壳、阻尼液、顶板、底板以及保护套组成。阻尼器柱塞与外壳之间的三个方向均有空隙，空隙歇中充注大量黏滞性阻尼液。柱塞、外壳通过顶板、底板，分别和管道、结构梁连接。当柱塞挤压非常黏稠的阻尼液时，产生阻尼力，以减缓振动频率和振动加速度。阻尼力与振动速度成正比。阻尼器本身是柔性支撑，不会提高管道本身刚度，不影响管道正常热位移。
2.2阻尼器使用
阻尼器通常安置在管道挠度最大的区域，即所谓的波腹点，以获得最大可能的阻尼器荷载。如在靠近波节点的区域安置管道阻尼器，则由于振动速度小，阻尼器的效果较差。如果要阻尼不止一个波腹点的高阶波形的管道，则最好用几个小一些的阻尼器，来代替一个大的阻尼器。管道阻尼器可以安置在管道的上方、下方或侧方。可以用活塞、也可以用壳体与管道连接。无论载荷方向或位移方向是不是垂直方向，管道阻尼器必须以垂直方向安置，因为管道阻尼器对所有自由度都起作用。
在管道设计中，管道阻尼器的设计要素是，管道振动频率与管道（包括管內介质）总质量，有最佳阻尼比0.4计算所需要的阻尼系数值，从而根据样本选取所需要的阻尼器型号与数量。
阻尼系数与阻尼比的换算公式为：
公式9
为阻尼系数，kN·s/m；m为质量，Kg或t；为阻尼比；对应的管道振动频率，圆频率。
2.3工程应用案例
某核电机组主给水小流量管线振动比较剧烈，存在阀门抖动现象。对管道振动参数进行采集后，由振动测量结果可知，管道主振动频率为5HZ，振动以Y向水平振动为主，振动最大值27.28mm/s。分析认为振动原因是流体经过多个阀门及弯头，流动方向急剧变化，流场很不稳定，产生较大冲击力，造成管道振动，且管道支架设计不合理，每条小流量管线仅设置两组弹簧支架，管道弹簧系数不足。基于此决定增加黏滞型阻尼器，增加管道阻尼，吸收振动能量，降低管道振动。
查询设计图纸可以得知，该段管道总长度10.52m，单位长度重量为42.56kg/m，管道总重量为447.73kg，两个电动闸阀总重量为480kg，一个气动调节阀重量为730kg，管系总重量为1657.73kg，管道最佳阻尼比一般选择0.4，管道主振频率为5HZ，带入公式9计算得到阻尼系数为408.3KNs/m，测量厂房环境温度为35℃，因此查询厂家手册，可以选择四组VRD-10/V50/H40阻尼器。同时为达到最佳减振效果，分组布置方式，即在每条管道两端各布置两组阻尼器。应注意管道热位移，由厂家对阻尼器进行偏装。
经过改造，可以看到，该管道振动最大值从27.28mm/s降到8.31mm/s，以远低于振动限值20mm/s，现场检查时已几乎感觉不到振动存在，改造效果良好。
3.结论
通过黏滞型阻尼器工程应用的探讨，表明采用黏滞型阻尼器可以有效解决常规岛高温汽水管道振动问题，同时黏滞型阻尼器具有效应速度快、无附加应力、安装节省空间等多个优点。本文在一定程度上对阻尼器减振的原理及应用进行了探讨，可以为其它核电厂开展常规岛汽水管道振动改造提供一定参考。
参考文献：
[1]赵岳、何超、徐伟祖. 核电厂调试期间核级管道振动测量工作改进 [J].核动力工程，2015，10（5）：111-113.
[2]DL/T 292-2011 火力发电厂汽水管道振动控制导则 [S] 中华人民共和国电力行业标准
关键词：黏滞型阻尼器；汽水管道；管道振动
1.前言
核电厂常规岛汽水管道支撑设计.一般只考虑管道承载及热位移，这就导致管道刚度较低。当管道内介质出现两相流、压力脉动等不稳定因素时，很容易出现管道振动过大现象。管道振动过大会加速材料疲劳损坏，缩短材料使用寿命；引发支吊架松动，使得管道载荷分布和应力分布偏离设计要求；长期振动还会造成阀门元件或测量支管损坏，引发管道破裂、压力边界破坏，严重者会导致停机。因此，必须采取一定措施，降低或消除管道振动。
在常规岛管道振动改造中，常采用改变系统刚度的方式，提高管道刚度通常是增加刚性支吊架或加固原有支吊架方式来实现，其原理是通过增加刚度，改变管道的固有频率，使之避开激振力频率，从而降低管道振动。但对于高温、热膨胀热位移大的汽水管道，采用此方式，一方面会导致管道热位移或热膨胀受限，造成管道应力超标，损坏管道结构完整性。另一方面，由于高温高压管道介质流速快，容易产生宽频能量带，管道多阶固有频率很容易落入其中，这时候单纯提高管道系统刚度改变固有频率，很难完全避开激振力频率，这时候可以采用增加系统阻尼的方式。
2.阻尼器介绍
2.1阻尼器分类
工程中最常见得阻尼器有两种，分别是液压阻尼器与黏滞型阻尼器。液压阻尼器借助特殊阀门控制液压缸移动以抑制管道由于受到周期性或冲击性荷载的影响而产生的振动，在受到振动或冲击时，整个阻尼器变成了近乎刚性的连接元件并将管道承受的冲击载荷传到结构梁上，因此液压阻尼器可以看作是一种不限制管道热位移的刚性支吊。所以在管道振动领域增加阻尼器是指黏滞型阻尼器。
阻尼器减振的原理如下：黏滞阻尼器由柱塞、外壳、阻尼液、顶板、底板以及保护套组成。阻尼器柱塞与外壳之间的三个方向均有空隙，空隙歇中充注大量黏滞性阻尼液。柱塞、外壳通过顶板、底板，分别和管道、结构梁连接。当柱塞挤压非常黏稠的阻尼液时，产生阻尼力，以减缓振动频率和振动加速度。阻尼力与振动速度成正比。阻尼器本身是柔性支撑，不会提高管道本身刚度，不影响管道正常热位移。
2.2阻尼器使用
阻尼器通常安置在管道挠度最大的区域，即所谓的波腹点，以获得最大可能的阻尼器荷载。如在靠近波节点的区域安置管道阻尼器，则由于振动速度小，阻尼器的效果较差。如果要阻尼不止一个波腹点的高阶波形的管道，则最好用几个小一些的阻尼器，来代替一个大的阻尼器。管道阻尼器可以安置在管道的上方、下方或侧方。可以用活塞、也可以用壳体与管道连接。无论载荷方向或位移方向是不是垂直方向，管道阻尼器必须以垂直方向安置，因为管道阻尼器对所有自由度都起作用。
在管道设计中，管道阻尼器的设计要素是，管道振动频率与管道（包括管內介质）总质量，有最佳阻尼比0.4计算所需要的阻尼系数值，从而根据样本选取所需要的阻尼器型号与数量。
阻尼系数与阻尼比的换算公式为：
公式9
为阻尼系数，kN·s/m；m为质量，Kg或t；为阻尼比；对应的管道振动频率，圆频率。
2.3工程应用案例
某核电机组主给水小流量管线振动比较剧烈，存在阀门抖动现象。对管道振动参数进行采集后，由振动测量结果可知，管道主振动频率为5HZ，振动以Y向水平振动为主，振动最大值27.28mm/s。分析认为振动原因是流体经过多个阀门及弯头，流动方向急剧变化，流场很不稳定，产生较大冲击力，造成管道振动，且管道支架设计不合理，每条小流量管线仅设置两组弹簧支架，管道弹簧系数不足。基于此决定增加黏滞型阻尼器，增加管道阻尼，吸收振动能量，降低管道振动。
查询设计图纸可以得知，该段管道总长度10.52m，单位长度重量为42.56kg/m，管道总重量为447.73kg，两个电动闸阀总重量为480kg，一个气动调节阀重量为730kg，管系总重量为1657.73kg，管道最佳阻尼比一般选择0.4，管道主振频率为5HZ，带入公式9计算得到阻尼系数为408.3KNs/m，测量厂房环境温度为35℃，因此查询厂家手册，可以选择四组VRD-10/V50/H40阻尼器。同时为达到最佳减振效果，分组布置方式，即在每条管道两端各布置两组阻尼器。应注意管道热位移，由厂家对阻尼器进行偏装。
经过改造，可以看到，该管道振动最大值从27.28mm/s降到8.31mm/s，以远低于振动限值20mm/s，现场检查时已几乎感觉不到振动存在，改造效果良好。
3.结论
通过黏滞型阻尼器工程应用的探讨，表明采用黏滞型阻尼器可以有效解决常规岛高温汽水管道振动问题，同时黏滞型阻尼器具有效应速度快、无附加应力、安装节省空间等多个优点。本文在一定程度上对阻尼器减振的原理及应用进行了探讨，可以为其它核电厂开展常规岛汽水管道振动改造提供一定参考。
参考文献：
[1]赵岳、何超、徐伟祖. 核电厂调试期间核级管道振动测量工作改进 [J].核动力工程，2015，10（5）：111-113.
[2]DL/T 292-2011 火力发电厂汽水管道振动控制导则 [S] 中华人民共和国电力行业标准