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管道減振剛性拉撐桿動態(tài)載荷測試與安全性分析

文檔作者：董雷1 康豫軍1 衛(wèi)大為1 吳曉俊1 鄭軍超2 蔣建輝1 李亮1 文檔來源： 1．西安熱工研究院有限公司 2．西北工業(yè)大學		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年07月13日
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第31卷第7期
·70· 2010年7月
電力建設
Electric Power Construction
、，01．31，No．7
Jul，2010
中圖分類號：TM 621．7 文獻標志碼：A文章編號：1000．7229(2010)07．0070．03
管道減振剛性拉撐桿動態(tài)載荷測試與安全性分析
董雷1，康豫軍1，衛(wèi)大為1，吳曉俊1，鄭軍超2，蔣建輝1，李亮1
(1．西安熱工研究院有限公司，西安市，710032；2．西北工業(yè)大學，西安市，710072)
Dynamic Load Testing of Vibration—reduction Rigid Strut and
Safety Analysis of Pipes
DONG Leil，KANG Yu-junl，WEI Da—weil，WU Xiao-junl，ZHENG Jun—eha02，
JIANG Jian—huil，LI Lian91
(1．Xi’anThermalPowerResearchInstituteCo．Ltd．，Xi’an710032，China；
2．Northwestem Polytechnical University，Xi’an 710072，China)
ABSTRACT：Rigid strut have found wide application in control
of pipe vibration duo to its good vibration reduction and
economical efficiency．A study is conducted on the pipes of a
power plant in terms of dynamic load testing of the rigid struts
and safety analysis of the pipes，which shows that rigid strut is
low in dynamic load and the pipes and rind strut are safe under
the action of static load plus dynamic load．The rigid strut Can
meet the requirement for long—term safety operation．Other kind
of rigid vibration-reduction equipment may also be used for
vibration control ofpipes．
KEYWORDS：pipe vibration control；rigid strut；dynamic load；
testing；safety analysis；vibration reduction
摘要：剛性拉撐桿由于其良好的減振效果和經(jīng)濟性在管道振
動治理中得到了廣泛應用。文章以某電廠管道為研究對象，
進行了剛性拉撐桿動載荷測量及管道安全性分析。結(jié)果表
明，剛性拉撐桿動載荷較小，在靜態(tài)載荷與動態(tài)載荷作用下管
道及拉撐桿是安全的，可滿足長期安全運行要求；其他類型剛
性減振裝置也可用于振動控制。
關(guān)鍵詞：管道振動治理；剛性拉撐桿；動態(tài)載荷；測試：安全性
分析；減振
doi：10．3969，j．issn．1000-7229．2010．07．016
0引言
在管系上選擇適當?shù)臏p振點并安裝剛性拉撐桿，
通過調(diào)整拉撐桿長度對管道施加適當位移載荷，達到
在管系上增加節(jié)點、提高管系固有頻率，降低管道振
動的目的。對管道進行治理時，一般通過靜力計算保
證管道應力合格，但管道振動作用在拉撐桿上的動態(tài)
載荷譜和安全性未見研究報道n擊1。本文以某核電站
650 Mw機組常規(guī)島主蒸汽及旁路管道為研究對象，
對剛性拉撐桿進行了動載荷測量與結(jié)構(gòu)安全性分析。
1動態(tài)載荷測量
動態(tài)應變測試儀采樣速度快、頻響范圍寬，可用
于測試振動或沖擊物體的應變。管道的動載荷測量
原理如圖1、2所示，其中布片連線方式為全橋(4個工
作片)，適用于測量拉、壓應變，可消除桿件的彎曲、溫
度效應。
動載荷測量是在機組滿負荷運行情況下進行
R11 ％
‰ ‰
墨- ＆
圖1被測桿件的布片方式
Fig．1 Distribution ofwire-strain gauges
％
圖2應變片與儀器的連線方式
Fig．2 Connection ofthe wire．strain gauge with insmmaent
萬方數(shù)據(jù)
第7期董雷等：管道減振剛性拉撐桿動態(tài)載荷測試與安全性分析·71·
的。測量對象為主蒸汽管道5a點石向剛性拉撐桿和
10a點z向剛性拉撐桿，拉撐桿截面為西114x22 mm；
旁路蒸汽管道24a點戈向剛性拉撐桿，拉撐桿截面為
西57×10 mm。拉撐桿載荷分為4類：
(1)靜態(tài)載荷P。是為了達到減振效果由拉撐桿預
置加給管道的靜態(tài)作用力，P．鄧×釅xA。其中：占為應
變平均值；釅為拉撐桿材料20℃時的彈性模量，
MPa；A為拉撐桿截面積，m2。
(2)動態(tài)載荷有效值‰是振動管道反作用于拉
撐桿的動態(tài)力的有效值，‰=占婦×Po×A，其中占蛔
為應變真有效值。
(3)最大載荷尸口是拉撐桿所受最大瞬態(tài)載荷，
P口=占一×礦×A，其中占～為應變最大值。
(4)最大動態(tài)載荷Pd一是拉撐桿所受最大動態(tài)載
荷，P岫=占即xE20xA，其中P仰為應變動態(tài)峰峰值㈣。
主蒸汽管道5a點、10a點及旁路蒸汽管道的受力
情況如表1、2所示。由表l、2可知：(1)主蒸汽管道5a、
10a點的拉撐桿最大應力分別為9．8 MPa、9．2 MPa，旁
路蒸汽管道24a點的拉撐桿最大應力為19．2 MPa，管
道的最大應力較低；(2)而主蒸汽管道5a點、10a點剛
性拉撐桿的實際最大載荷分別為62．3 kN和57．3 kN，
都低于主蒸汽管道的剛性拉撐桿額定載荷200 kN，
旁路蒸汽管道24a點剛性拉撐桿的實際最大載荷為
28．7 kN，低于旁路蒸汽管道的剛性拉撐桿額定載荷
48 kN；(3)主蒸汽管道5a點、10a點的最大動態(tài)載荷
為靜態(tài)載荷的32．2％和35．3％，拉撐桿的最大載荷、靜
載荷與拉撐桿額定載荷相比也較低，拉撐桿穩(wěn)定性和
安全性滿足要求”0】。
表1剛性拉撐桿受力狀況
Tab．1 Stress condition ofrigid strut
2管道安全性分析
調(diào)節(jié)剛性拉撐桿長度至管道減振效果最佳，以
此時施加在管道上的位移載荷為邊界條件(見表2、
3)，計算管系應力變化情況并進行安全性分析。主
蒸汽、旁路蒸汽管道應力計算結(jié)果見表4。由表4可
知：主蒸汽管道上安裝剛性拉撐桿后，管道一次應力
和二次應力均基本不變，應力合格；旁路蒸汽管道設
置剛性拉撐桿后，管道一次應力不變，二次應力由
157．62 MPa升高到206．33 MPa，應力比升高了
18．67％，應力合格。
表3旁路蒸汽管道24a點算向剛性拉撐桿應變及載荷
Tab．3 Strain and loads ofx-direction rigid strut at point 24a of
the bypass steam pipes
撞攆輯奴＼載s～| i|8—8一P0 P0 p。一P一
位移量／mrn(×l礦)(xl礦)(×10‘)(x104)kN kN kN kN
18 -95．7 -93．6 0．62 446 28 7 28 7 0 0
9 -7．7 —5．5 O．7 4．6 1．34 1．34 0 0
0 -4．29一1．18 0．66 5．18 一一一一
表4主蒸汽管道、旁路蒸汽管道加載剛性拉撐桿
前后的最大應力值
Tab．4 The max．stress of main steam pipe and bypass steam
pipe before and after loading rigid strut
項目?艘／直／M博Pa勘／直／M艚Pa褫爭髫桿
3結(jié)論
(1)拉撐桿對主蒸汽管道施加的最大載荷為
62．3 kN，動載荷為19．8 kN；拉撐桿對旁路蒸汽管道
表2主蒸汽管道5a點、10a點的石向剛性拉撐桿應變及載荷
Tab．2 Strain and loads ofx·direction rigid strut at point 5a and l Oa ofthe main steam pipes
萬方數(shù)據(jù)
·72· 電力建設第3l卷
施加的最大載荷為28．7 kN，動載荷趨近于O，各種載
荷遠低于拉撐桿額定載荷，剛性拉撐桿應力和穩(wěn)定性
是安全的。
(2)主蒸汽管道上設置剛性拉撐桿后，管道一次
應力和二次應力均基本不變，應力合格；旁路蒸汽管
道設置剛性拉撐桿后，管道一次應力不變，二次應力
的應力比升高18．67％，管道應力合格。
(3)在使用其他剛性(或類似剛性)減振裝置降低
管道振動時，如可調(diào)節(jié)頂絲結(jié)構(gòu)、減振框架、液壓阻尼
器、隔而固黏性阻尼器等，其應用情況類似，管道及減
振裝置是安全的。
4參考文獻
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華北電力技術(shù)，2009(S1)：4-6．
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【7】應懷樵．波形和頻譜分析與隨機數(shù)據(jù)處理【M】．北京：中國鐵道出
版社，1985．
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[9】張如一，陸耀楨．實驗應力分析【M】．北京：機械工業(yè)出版社，1980．
【10]DLT 5366"--2006火力發(fā)電廠汽水管道應力計算技術(shù)規(guī)程【s】．北
京：中國電力出版社，2006．
收稿日期：2010-02．26修回日期：2010-．05-07
作者簡介：
董雷(1975一)，男，碩士，高級工程師，副所長，從事管道振動控
制與管道應力分析及支吊架調(diào)整，E-mail：donglei@tpri．com．cn．
(編輯：蔣毅恒)
萬方數(shù)據(jù)

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