核电厂凝结水管道振动诊断及处理

李戈

核工业工程研究设计有限公司

摘要：核电厂凝结水管道结构极为复杂，各个回路的设计都需要兼顾精度与质量。作为一种常见的问题，凝结水管道的振动故障需要通过对检测和处理流程的评估与改进来促进管道改造任务的顺畅进行，进而确保凝结水管道的运作效能。基于此，文章就核电厂的凝结水管道振动诊断及处理展开了相关研究，以供参考。

关键词：核电厂；凝结水管道；振动诊断；处理

引言：

在核电站的众多组成部分中，凝结水管道系统负责高效地传输和回收蒸汽产生的凝结水。然而，凝结水管道在运行过程中经常会遇到振动问题，影响管道本身的安全性，可能对整个核电站的稳定运行造成威胁。振动问题的来源多样，包括机械故障、流体动力影响及材料疲劳等。因此，有效地诊断和处理凝结水管道的振动问题，对于保障核电站的安全运行和延长设备寿命具有重要意义。

一、核电厂凝结水管道振动诊断方法

核电厂凝结水管道振动问题是运行过程中必须面对的一个重要问题，由多种因素引起，包括管道老化、流量异常、布局故障、管件问题和树脂失效等。①在长期的运行中，凝结水管道由于水汽腐蚀和流体的冲击力等因素，会逐渐出现老化现象，导致管道材料性能下降，进而引发振动问题。②管道在设计流量超限的情况下运行时，调节阀可能因此偏离正常位置，或因流速过快而使得管道振动幅度增大；③而当调节阀和凝汽器之间布局不当时，如调节阀位置相对较高，凝汽器位置偏低，就会形成高差水柱，在内部压力大幅下降时尤其会加剧腐蚀和振动问题。如图1所示。④管道的振动也可能由于调节阀管径和管件不匹配引起，不适当的管径和管件选择可能导致冲击力不足，不足以抵御流过的汽水压力，进一步导致振动。⑤同时，核电站使用的树脂，如阴阳树脂在混床中的密度参数变化，也会影响沉降速度，进而影响整个系统的稳定性，若树脂失效，随之而来的杂质混入可能增加硫酸盐浓度，进一步引起振动。

振动问题的诊断需要通过振动测试、应力分析和动态数据分析等技术手段，精确地识别出故障点和原因，以便实施有效的处理措施。通过对凝结水管道振动问题的综合诊断，可以简化故障处理流程，显著提高核电站的安全性和运行效率，确保核电站长期稳定运行。过程中，准确的数据收集和分析能够帮助工程师们更好地理解振动的本质和来源，制定出更为有效的维护和预防措施，从而在核电站日常运营中提前防范潜在的安全风险。

图1：凝结水管道振动问题

二、凝结水管道振动处理方法

核电厂凝结水管道振动处理方法的实施是确保设施安全运行的重要环节，旨在减缓由内部流体瞬变引发的振荡。面对振动问题，不宜采用停机停工的处理方式，因其可能导致重大的经济损失。因此，实践中常采用不停机处理策略，如增加支撑和改进吊架设计等。特别是通过加装减振支架，可以有效降低振动的影响，通过在调节阀附近等位置安装支架，降低管道的振动频率，如果振动问题依然存在，就需要对减振方案进行进一步的优化和改造。

此外，减振支架的设计和安装必须基于详细的模态分析和应力测试，确保振动控制措施既有效又安全。在振动分析过程中，通过使用高精度的测试仪器收集振动数据，分析数据可以帮助确定振动的类型和源头，对于选择正确的处理策略非常重要。例如，如果分析结果表明振动源于调节阀故障或配置不当，可能需要重新配置阻尼设备或调整流体动力设置。需要选择合适的阻尼减振器，不同类型的减振器对应不同的振动问题和管道特性。阻尼减振器通过在管道系统中创建阻力，降低振动传递，从而减少振动影响，尤其是在应对由压力脉动等引起的振动时显示出高效性。

另一常用的方法是对现有的吊架系统进行改装，尤其是当吊架由于设计不足或外部影响而导致振动加剧时。改造吊架通常涉及缩短拉杆或重新配置吊架的位置，以减少由流体动力引起的晃动，提高系统整体的稳定性。改装需要考虑到减振效果，应确保不影响吊架的基本功能和整体结构安全。实施措施的过程中，重点在于精确诊断振动的原因，选择与之相匹配的方法，确保所有安装和改造工作都符合安全规范和性能要求，从而达到最佳的减振效果。

三、提高核电厂凝结水管道振动诊断处理的策略

1.完善凝结水管道诊断处理体系

完善核电厂凝结水管道的诊断处理体系涉及从事前管理到事后分析的全过程。通过安排专人负责定期检查，可以确保管道系统的稳定运行，有助于提前发现潜在的问题，避免因振动问题导致的故障进一步恶化。①在事前管理中，定期的检查和维护是预防凝结水管道振动问题的重点，确保了系统的运行效果和管道的使用寿命。一旦在检查过程中发现异常情况，及时的针对性处理将大大减少系统的停机时间和维护成本。②在事中管理阶段，当振动问题发生时，迅速的故障定位和诊断非常重要；要求维护团队能够在第一时间内识别出问题区域并采取有效措施。③事后管理则包括对振动故障的详细记录和分析，这不仅帮助积累处理经验，还优化未来的维护策略。

除此之外，引入PDCA循环法，即计划、执行、检查、行动的管理循环，进一步标准化了诊断处理体系。通过管理循环，可以系统地提出和执行诊断计划，检查执行效果，根据检查结果进行必要的调整，确保每一次诊断都能有效地解决问题，提高处理效率。

2.提高管道材料质量

提高核电厂凝结水管道的材料质量要求在材料的采购、检测和仓储管理上采取严格的控制。在采购过程中，必须确保所有管道材料都经过严格的性能检测，附有合格证书和检测报告。可以从源头上保证材料的质量，进而确保管道的运行质量。材料一旦验收入库，接下来的重点是优化仓储管理，根据材料的特性选择合适的仓储形式，有效地降低仓储环境对材料性能的影响，同时还需要注意控制仓储成本，避免因成本过高影响到凝结水管道的维护和故障处理效率。

3.做好管道振动监督工作

通过在重要位置，尤其是管道转角等易受流体冲击的地方安装监督设备，可以实时采集运行参数，及时发现潜在的异常。监督设备可以帮助识别由流体冲击引发的振动问题，也使得早期干预成为可能，一旦监测到异常数据，就能快速响应，调动诊断人员进行分析和处理，防止问题扩散。随着科技进步，远程动态监管的实现增强了监控系统的效率，使得与定期运维措施相结合的管理策略更为高效，从而大大提高了凝结水管道的运行安全和管理质量，确保了核电厂的长期稳定运作。

结语：

核电厂凝结水管道的振动问题影响了设施的运行效率，可能威胁到核电站的安全运营。因此提高凝结水管道振动诊断和处理的能力就十分重要。通过完善诊断处理体系、提升材料质量、以及加强振动监督工作，可以有效地提前发现并解决潜在的振动问题，避免振动演变成更大的安全隐患。展望未来，如何更好地融合现代技术与传统维护管理，持续提升核电安全水平，是我们必须努力的方向。

参考文献：

[1]汤利专,刘晓龙,吴明星.核电厂凝结水管道振动诊断及处理[J].中国新技术新产品, 2021(22):10.

[2]韩磊.核电汽轮机振动故障诊断与处理[J].汽车博览, 2021, (01):93.

[3]刘郎.核电厂凝结水管道振动诊断及处理[J].现代企业文化, 2018(18):1.