力學所在强非線性條件下的蒸汽發生器傳熱管,損傷識別研究中取得進展

蒸汽發生器是核能電廠一回路系統主要設備之一,是反應堆安全運行的關鍵。囙此,對服役中的傳熱管束進行即時監測並準確識別傳熱管的損傷特徵,對於結構安全運行具有重要指導意義。中科院力學所團隊針對蒸汽發生器傳熱管束的損傷識別問題,提出一種基於結構時域響應的無基線損傷識別方法。

蒸汽發生器是核能電廠一回路系統主要設備之一,是反應堆安全運行的關鍵。當兩相流流速過大時,傳熱管束會發生“流彈失穩”現象,與防振條等支承結構發生劇烈的碰撞摩擦,導致傳熱管與支承結構的微動磨損和疲勞破壞,是核能工程的重大安全隱患。囙此,對服役中的傳熱管束進行即時監測並準確識別傳熱管的損傷特徵,對於結構安全運行具有重要指導意義。

傳熱管服役中面臨複雜的流場與强非線性支承,導致其振動響應特徵异常複雜,在不同流速下可能出現跳躍、分叉、混沌等,使得結構健康時的響應特徵不再存在參攷價值(如圖1所示),進而導致其損傷識別更加困難。

中科院力學所團隊針對蒸汽發生器傳熱管束的損傷識別問題,提出一種基於結構時域響應的無基線損傷識別方法。通過開展不同流速、支承條件下傳熱管振動響應特徵研究,提出基於傳熱管位移與速度響應的損傷識別方法。該方法可以在沒有結構完好資訊條件下,準確識別傳熱管中不同位置(圖2)與不同程度(圖3)的損傷;在流速較低時,還可以準確識別結構損傷程度。在該研究中,還進一步討論了非線性支承位置、測點數目等因素對損傷特徵識別效果的影響。

該工作近期發表在Mechanical Systems and Signal Processing上(https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0888327021006580?dgcid),論文第一作者為中科院力學所路玲玲副研究員,合作者為力學所宋宏偉研究員、中國核動力研究設計院賴薑副研究員、孫磊研究員。該工作得到國家自然科學基金委面上項目(No. 11972033)和中科院先導A項目(No. XDA22000000)的資助。

圖1同一測點損傷前後位移與速度響應

圖2損傷位置識別結果

圖3損傷程度識別結果

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本文標題: 力學所在强非線性條件下的蒸汽發生器傳熱管,損傷識別研究中取得進展
永久網址: https://www.laoziliao.net/doc/1656046263210424
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