[发明专利]一种封闭旁支管道的流体控制单元

说明书

本发明的目的在于提供一种封闭旁支管道的流体控制单元，包括主管道、旁支管道，主管道的两端分别为管道入口和管道出口，旁支管道与主管道直接相连，旁支管道与主管道还通过引流管相连，引流管一端连接主管道的上游区域，另一端连接旁支管道。本发明引流管结构简单，加工方便，方案可行性强；结构尺寸较小，不占用太多空间，并且不影响旁支管道内本身的结构空间；可以实现共振频率解耦，改变漩涡脱落频率，从根源上抑制流致声共振，为处理类似封闭支管振动问题提供借鉴。

技术领域

本发明涉及的是一种管路结构，具体地说是封闭支管结构。

背景技术

核电系统的一回路主管线中的流动介质通常为高温高压的流体，为了保证核电系统安全运行通常在主流管道特定位置处安装泄压管线，一般情况下泄压管线一段与主管道相连，另一端在常规情况下是封闭的，这就形成了封闭旁支管道这种特殊的结构。

流声共振是声场与不稳定流场相互作用的结果，当主管道内流体流经支管的T型接管嘴时发生涡流脱落，并产生压力脉动；压力脉动作为声源产生压力波向支管道末端传播，经支管段末端壁面反射后与入射波在支管内相互作用，形成驻波，驻波频率与涡流脱落频率耦合，导致压力脉动被放大。当管道固有频率与上述2个模态频率接近时，管道振动被激发，它是流致声共振的外在表现，是“流－声－固”共振共同作用的结果。

在核电系统中，核反应堆相关部件的安全性至关重要，而流致声共振现象会导致管道非正常振动，破坏主管线上的安全泄压阀和管道等部件。所以在工程实际中，抑制流致声共振现象，对提高设备的安全寿命和经济效益具有重要意义。

流体流经封闭旁支管道这种特定的结构时，会产生漩涡，并呈周期性脱落，漩涡脱落的频率产生的流体激励与声模态频率相近时，产生“锁频现象”，导致压力波被放大，形成声共振，当声共振频率与管线结构频率重合时，则会激发管道剧烈振动。

一般通常采用的避开流声共振的方法为：(1)在支管一侧再引入一段支管，调整旁支管道声学陷入模态，使其与流场频率避开。(2)在旁支管道与主管道相交的位置做流场几何优化(如增加倒角半径等)，调整流场涡脱落频率使其与声学陷入模态避开。(3)在支管道内设计插入部件，用来扰乱管道内的剪切层，如专利US4867190。但是方案一一般造价成本较高，需要较长的支管段才能明显改变声学模态，方案二可以在一定程度上降低流声共振的幅值，但一般对频率的影响有限。不能从根本上解决流声共振问题.方案三对流场频率的改变极为明显，但是由于核电系统实际工程应用中旁支管道的作用主要是在紧急情况下卸出主管道内的压力，因此对于支管道的截面面积存在一定的限制，因此实际应用较少。

发明内容

本发明的目的在于提供从增加旁支管道流场的紊乱程度，影响漩涡的发展进程，使流场激励频率产生偏移的角度出发，抑制流致声共振的一种封闭旁支管道的流体控制单元。

本发明的目的是这样实现的：

本发明一种封闭旁支管道的流体控制单元，其特征是：包括主管道、旁支管道，主管道的两端分别为管道入口和管道出口，旁支管道与主管道直接相连，旁支管道与主管道还通过引流管相连，引流管一端连接主管道的上游区域，另一端连接旁支管道。

本发明还可以包括：

1、引流管与主管道相连位置位于旁支管道内涡团的旋转中心上方。

2、引流管结构采用和旁支管道同种类型的管路型号，管壁厚均相同，引流管宽度与旁支管道宽度一致，其截面呈1/4圆结构。

本发明的优势在于：

1、引流管结构简单，加工方便，方案可行性强；

2、结构尺寸较小，不占用太多空间，并且不影响旁支管道内本身的结构空间；

3、可以实现共振频率解耦，改变漩涡脱落频率，从根源上抑制流致声共振，为处理类似封闭支管振动问题提供借鉴。

附图说明