本發(fā)明涉及蒸汽發(fā)生器領(lǐng)域，具體涉及一種傳熱管U型段等效剛度支撐結(jié)構(gòu)及實現(xiàn)支撐方法。
背景技術(shù)：
：蒸汽發(fā)生器的傳熱管在二次側(cè)的兩相流作用下容易發(fā)生振動，管束的振動會引起一系列傳熱管的力學(xué)問題。核工業(yè)的蒸汽發(fā)生器傳熱管束還具有一回路水的邊界作用，管束一旦出現(xiàn)破損，帶有放射性的一回路水會泄露進(jìn)二回路，引起極其嚴(yán)重的泄露事故。因此評估蒸汽發(fā)生器傳熱管束的力學(xué)完整性是設(shè)計蒸汽發(fā)生器的一個重要環(huán)節(jié)。研究和評估蒸汽發(fā)生器傳熱管的動力學(xué)問題之一的流致振動問題往往借助于實驗研究的方式進(jìn)行。在蒸汽發(fā)生器管束的力學(xué)實驗中，了解管束的振動特性，對管束的動力學(xué)行為的分析尤為重要。但是一個完整的蒸汽發(fā)生器往往包括幾千根傳熱管，完全將這些管束進(jìn)行實驗往往是不現(xiàn)實的。通用的做法是進(jìn)行局部的模型實驗。一般取管束中間的幾排作為試驗?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行試驗。蒸汽發(fā)生器的傳熱管由直管段和U型彎管組成。直管段由于有不同段的支撐板約束一般剛度較大。而在傳熱管U型彎管段，在彎管所在平面外的剛度較弱，其固有頻率較低。為了防止U型彎管在面外方向發(fā)生較大幅度的振動，采用在不同排的管束之間插入防振條的方式防止管束之間的碰撞磨損。防振條插入管束之間的縫隙的方式，并不與管束連接，因而只能約束U型彎管的面外方向的振動。實踐證明防振條方式的設(shè)計大大的減小了傳熱管的流致振動問題。局部模型實驗中由于只取了中間的幾排管，由于管束的減少，導(dǎo)致了局部模型的傳熱管在面內(nèi)、外方向上的剛度減少，因而其動力學(xué)特性并不能代表真實的傳熱管的固有振動特性。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于提供一種傳熱管U型段等效剛度支撐結(jié)構(gòu)及實現(xiàn)方法，解決目前在進(jìn)行蒸汽發(fā)生器管束的力學(xué)試驗時，由于蒸汽發(fā)生器管束很多，往往只采用管束中間的幾排作為試驗?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行試驗，由于管束的減少，導(dǎo)致局部模型的傳熱管在面內(nèi)、外方向上的剛度減小，因而其動力學(xué)特性并不能代表真實的傳熱管的固有振動特性，影響試驗的準(zhǔn)確性的問題。本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的，采用以下技術(shù)方案實現(xiàn)：一種傳熱管U型段等效剛度支撐結(jié)構(gòu)，包括彈性支撐片、連接螺栓和固定螺母，所述彈性支撐片固定在連接螺栓其中一端的端面上，固定螺母套接在連接螺栓上。本發(fā)明針對傳熱管動態(tài)特性試驗中的局部模型的U型彎管段的剛度較弱的特點發(fā)明了代替整體剛度的彈性支撐件。本方案的連接螺栓通過螺紋孔固定在蒸汽發(fā)生器的容器壁上，連接螺栓固定彈性支撐片的一端插入容器內(nèi)且該端與容器內(nèi)壁齊平，并使彈性支撐片頂在防振條上，通過旋緊固定螺母，使整個支撐結(jié)構(gòu)固定在蒸汽發(fā)生器的容器壁上，并使彈性支撐片提供與整體傳熱管束剛度等效的彈性支撐力，解決傳熱管U型彎管段的剛度較弱的問題，為合理地模擬傳熱管的整體結(jié)構(gòu)動態(tài)特性提供了條件。連接螺栓既起到支撐作用，也起到密封作用，防止容器內(nèi)部的流體泄漏。彈性支撐片與防振條之間的是剛好接觸，對連接螺栓沒有預(yù)緊力，很容易在振動試驗中松動脫落，達(dá)不到提供剛度支撐的作用，固定螺母在容器外，對連接螺栓施加一個預(yù)緊力使其與容器壁緊密連接可以避免連接螺栓因為振動導(dǎo)致松動。作為優(yōu)選方案，所述彈性支撐片包括底片和弧形片，所述底片與連接螺栓的端面相貼，弧形片的一端固定在底片的其中一端，弧形片的自由端向底片的另一端延伸。作為優(yōu)選方案，所述弧形片包括曲面段和平面段，曲面段的一端與底片的一端齊平固定，曲面段的另一端與平面段的一端固定，平面段的另一端為自由端。作為優(yōu)選方案，所述曲面段的截面形狀為圓弧形，且該圓弧所在圓的圓心位于底片所在的平面內(nèi)。作為優(yōu)選方案，所述平面段的固定端到底片的距離大于平面段的自由端到底片的距離。作為優(yōu)選方案，所述平面段與底片為線接觸。作為優(yōu)選方案，所述平面段的自由端向上翻折，使平面段的截面形狀呈L形。一種采用傳熱管U型段等效剛度支撐結(jié)構(gòu)實現(xiàn)支撐的方法，包括以下步驟：(a)將連接螺栓的一端擰入蒸汽發(fā)生器的容器壁上對應(yīng)的螺孔，并使彈性支撐片頂在防振條上；(b)安裝好連接螺栓后，確保曲面段的曲面迎著流體流動方向；(c)從連接螺栓的另一端旋入固定螺母，保持連接螺栓不轉(zhuǎn)動，通過旋轉(zhuǎn)固定螺母，使整個支撐結(jié)構(gòu)固定鎖死在蒸汽發(fā)生器的容器壁上，并使彈性支撐片將防振片頂緊。將連接螺栓安裝在蒸汽發(fā)生器的容器壁上時，連接螺栓與彈性支撐片接觸的一端與容器內(nèi)壁齊平，不能凸出高于容器壁，這樣連接螺栓就不能干擾容器內(nèi)的流場。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點及有益效果：本發(fā)明能夠提供傳熱管的整體剛度，又不干擾外部流場，同時該支撐具有結(jié)構(gòu)簡單、加工方便，最大限度減少擾動流場，適用靈活可以在任意位置安裝，剛度范圍調(diào)節(jié)范圍寬，調(diào)節(jié)容易等特點。附圖說明圖1為本發(fā)明的立體圖；圖2為本發(fā)明的主視圖；圖3為本發(fā)明的安裝結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為某核電廠蒸汽發(fā)生器傳熱管束流致振動試驗中彈性支撐件的位置布置圖。附圖中附圖標(biāo)記對應(yīng)的名稱為：1、彈性支撐片，2、連接螺栓，3、固定螺母，4、底片，5、弧形片，6、曲面段，7、平面段，8、容器壁，9、防振條。具體實施方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說明，但本發(fā)明的實施方式不限于此。實施例1：如圖1、圖2、圖3所示，本實施例所述的一種傳熱管U型段等效剛度支撐結(jié)構(gòu)，包括彈性支撐片1、連接螺栓2和固定螺母3，所述彈性支撐片1固定在連接螺栓2其中一端的端面上，固定螺母3套接在連接螺栓2上。該支撐結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，適用靈活可以在任意位置安裝。實施例2：本實施例在實施例的1的基礎(chǔ)上對彈性支撐片1做了優(yōu)化，即彈性支撐片1包括底片4和弧形片5，底片4與連接螺栓2的端面相貼，弧形片5的一端固定在底片4的其中一端，弧形片5的自由端向底片4的另一端延伸。其中，如圖1、圖2所示，弧形片5包括曲面段6和平面段7，曲面段6的一端與底片4的一端齊平固定，曲面段7的另一端與平面段7的一端固定，平面段7的另一端為自由端。曲面段6的截面形狀為圓弧形，且該圓弧所在圓的圓心位于底片4所在的平面內(nèi)。平面段7的固定端到底片4的距離大于平面段7的自由端到底片4的距離。所述平面段7的自由端向上翻折，使平面段7的截面形狀呈L形，L形的彎折處與底片4線性光滑接觸。由于該處是彈性支撐的一個支撐點，會為整個支撐提供額外的剛度，因此需要減少摩擦，需要光滑線性接觸，因而設(shè)計成L形。設(shè)計成L型相當(dāng)于結(jié)構(gòu)加工中的倒角，即對平面段7與底片的接觸處倒角，如果不倒角則會產(chǎn)生很大的摩擦力給整個支撐提供額外的剛度。如圖3所示，圖中D代表防振條與容器的距離，一般只有幾毫米寬，安裝的空間比較狹小，因此所設(shè)計的彈性結(jié)構(gòu)需要小。采用該結(jié)構(gòu)的彈性支撐片滿足上述要求。同時傳熱管的U型段支撐的剛度變化范圍比較大，比如本次試驗用的剛度范圍從4×106～21×106N/m，采用一般的螺旋式彈簧很難滿足這種要求，且采用螺旋式等其他的非流線型的彈性支撐片，安裝在如圖3所示的位置，流體流過這種不規(guī)則的結(jié)構(gòu)往往會在結(jié)構(gòu)件后方形成漩渦脫落，導(dǎo)致給傳熱管一個附加的激勵，影響試驗的數(shù)據(jù)，而采用本實施例中的彈性支撐片，其剛度不僅可調(diào)的范圍廣，且不會干擾外部流場。彈性支撐片的剛度調(diào)節(jié)可通過調(diào)節(jié)а、β、δ、R、L、H等參數(shù)。具體的，剛度系數(shù)的計算公式為其中，а表示曲面段對應(yīng)的弧度；β表示平面段與底片之間的夾角；δ表示底片的厚度；R表示曲面段的直徑長度；L表示底片的長度；H表示彈性支撐的寬度；E為材料的彈性模量。下面給出一些不同參數(shù)下對剛度調(diào)節(jié)的實例，其為不銹鋼材料的計算結(jié)果，計算后得到的剛度是彈性支撐的剛度。α°β°δ(m)L(m)H(m)R(m)K(N/m)135450.0010.0150.010.0053.16E+06116260.0020.0180.00450.0057.76E+06116260.0020.0180.0050.0058.63E+06120300.0030.020.0050.0081.79E+07如圖4所示，在某核電廠蒸汽發(fā)生器傳熱管束流致振動試驗中在圖中所標(biāo)示的9個小黑點防振條位置布置該類型彈性支撐件，剛度范圍為3×106N/m～25×106N/m，測量的管束整體固有頻率在16Hz～80Hz范圍變化。實施例3如圖3所示，一種采用傳熱管U型段等效剛度支撐結(jié)構(gòu)實現(xiàn)支撐的方法，包括以下步驟：(a)將連接螺栓的一端擰入蒸汽發(fā)生器的容器壁上對應(yīng)的螺孔，并使彈性支撐片頂在防振條9上；(b)安裝好連接螺栓后，確保曲面段的曲面迎著流體流動方向；(c)從連接螺栓的另一端旋入固定螺母，保持連接螺栓不轉(zhuǎn)動，通過旋轉(zhuǎn)固定螺母，使整個支撐結(jié)構(gòu)固定鎖死在蒸汽發(fā)生器的容器壁上，并使彈性支撐片將防振片頂緊。在步驟a中，將連接螺栓安裝在蒸汽發(fā)生器的容器壁上時，連接螺栓與彈性支撐片接觸的一端與容器內(nèi)壁齊平。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例，并非對本發(fā)明做任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化，均落入本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 2 3