海洋工况下稳压器自由液面晃荡效应分析及预防措施研究
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摘 要：自由液面晃动问题对海洋浮动平台反应堆系统稳压器的稳定运行及一回路冷却剂系统的压力稳定性有着很大的影响。为了保证稳压器及压力安全系统的稳定运行，对反应堆一回路系统主设备稳压器内自由液面在运行期间的晃荡效应及其潜在影响进行了分析，在此基础上开展对应的预防措施研究，结合稳压器自身结构给出了可行的防晃措施，对海洋工况下的稳压器设计提供了参考。
关键词：海洋工况；稳压器；晃荡效应；预防措施
中图分类号： U661 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）36-175-2
1 概述
液体晃荡现象在工程各个领域广泛存在，如航空航天中飞机发动机油箱内燃油的晃动、航天器中液体推进剂的晃动、陆上的大型油罐运输车以及海上大型载液货轮内油品等液体的晃动等，都属于该现象。从广义范畴讲它是指容器内液体介质的运动。除空载和满载外，任何一个载液系统在一定条件下都可能发生晃荡现象。晃荡效应对设备及系统的稳定性和安全性造成负面影响，严重时会导致设备损坏、介质泄露等安全事故。
随着核电技术的发展，海上小型堆作为一种新的技术，受到国内外核电领域的广泛关注，其关键技术是将核电反应堆系统跟海上浮动平台结合，实现小型化、模块化及可移动等。其中，稳压器作为控制其反应堆冷却剂系统压力稳定的关键设备，其主要功能是在反应堆启堆、停堆、稳态运行、正常功率变化及各种事故工况下，它与相应的系统协调工作，借助电加热元件的加热形成蒸汽和喷淋系统喷淋冷水冷凝蒸汽使饱和水”饱和汽处于两相平衡状态，维持和控制冷却剂系统压力稳定。而稳压器内介质为60%的饱和水和40%的饱和蒸汽，因此存在汽水界面。在海洋工况下，稳压器会随浮动平台一起在风、浪、流等环境载荷的作用下，会产生横荡、纵荡、横摇、纵摇、升沉、平摇6个自由度的运动。同时稳压器内自由液面会随船体的摇摆而发生晃荡现象。
稳压器自由液面晃荡会造成稳压器内水位的变化，稳压器的重心也随之变化，对应稳压器底部的裙式支座会受到一个周期性的疲劳载荷，日积月累连续晃动会对支承的连接件松动，同时长时间的晃荡会对稳压器容器内壁面的堆焊层造成疲劳冲击及磨损，对稳压器的结构强度及可靠性造成影响...
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