| 题名 | 核电站典型过流部件液滴冲蚀和流致振动的实验研究与数值模拟 |
| 作者 | 胡红祥 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2012 |
| 授予单位 | 中国科学院金属研究所 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 郑玉贵 |
| 关键词 | 波纹管 涂层防护 液滴冲蚀 流致振动 数值模拟 bellow coating protection liquid droplet erosion flow-induced vibration simulation |
| 学位专业 | 腐蚀科学与防护 |
| 中文摘要 | "波纹管和蒸汽发生器（SG）传热管是核电站管路系统中的关键部件，现场发现其存在严重的液滴冲蚀和流致振动问题，威胁着核电站的安全运行。本文针对波纹管液滴冲蚀的问题提出了三种解决方案：材料替换、结构优化和涂层修复。采用空蚀和液固双相射流冲蚀来模拟冲蚀，采用计算流体力学方法来数值模拟波纹管的流速流态，从实验和数值模拟两个方面对解决方案的可行性进行验证。实验方面，通过模拟实验对比验证波纹管现役材料、替换材料和冷喷涂涂层及电火花涂层的抗液滴冲蚀性能的优劣，为材料替换和涂层修复方案的可行性提供切实可靠的实验数据支撑。数值模拟方面，对波纹管保护套的结构进行了优化设计，并研究了液滴大小及焊缝高度对液滴冲蚀的影响。此外，采用计算流体动力学技术，针对核电站SG传热管流致振动问题进行了初步探索。 实验结果表明，Inconl625具有较高的抗空蚀性能和抗喷射冲蚀性能，可以作为波纹管现役材料Inconel 600的替换材料。而Ni-Al2O3冷喷涂涂层相比基体而言抗空蚀性能较差，但抗喷射冲蚀性能具有明显的优势。电火花沉积涂层结构为晶粒细化的枝晶组织，其硬度及抗空蚀性能均比各自基体有一定的提高。数值模拟结果显示，波纹管保护套经优化后可以起到很好的防护效果，其最佳尺寸为：弧形拐角内径70 mm，保护裙套距离环形挡板端部的垂直距离为16 mm。SG传热管流致振动的数值模拟结果表明，高Re下传热管管间距为2.5倍管径时在两管间及下游管后已出现涡街脱落现象，Re=5.5×105是圆管所受流体力及流体斯特劳哈数的临界值。 关键词：波纹管，涂层防护，液滴冲蚀，流致振动，数值模拟" |
| 公开日期 | 2013-04-12 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://210.72.142.130/handle/321006/64450]  |
| 专题 | 金属研究所_中国科学院金属研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 胡红祥. 核电站典型过流部件液滴冲蚀和流致振动的实验研究与数值模拟[D]. 北京. 中国科学院金属研究所. 2012. |
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