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主蒸汽管道流致声振动治理关键技术及应用

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完成单位:国能(连江)港电有限公司,中国科学院合肥物质科学研究院,苏州热工研究院有限公司

登记编号:CAPE-CXCG-2026-J-1-***

登记年份:2026

发布时间:2026-07-16

成果主要完成人

刘小龙,廖嘉亨,郭境忠,郭斌,刘显威,卫国庆,李顺达,张学志,范小松,周恒军,肖阳,林邦春,张涛涛,姚立栋,王建忠,任野,马豪,卢书桓

项目概况

(1)项目背景 国能(连江)港电有限公司1、2号机组主蒸汽管道内的蒸汽工质流过高旁阀短支管时,由于主蒸汽管道与高旁阀短支管形成封闭旁支管结构,管道内的流场与声场相互作用易诱发声学共振现象。受交变应力的影响出现焊缝开裂的现象,严重时不仅影响正常生产,还会引发爆炸、火灾和人员伤亡。 本项目通过深入研究流致声共振机理,明确了旋涡脱落与声腔共振的耦合机制,首次在超超临界机组场景中形成完整的理论分析、数值模拟及实验验证体系,填补了国内高参数管道流致声共振研究的空白。2)创新了振动抑制技术路径。项目突破传统外部减振思路,提出通过改进管道内腔结构(如缩短旁支管长度)从源头抑制共振的方法,形成了可推广的振动抑制通用技术。数值模拟与实验平台验证结合的技术路线,降低了结构改造的风险,为同类管道振动问题;提供了科学解决方案,推动行业从被动减振向主动抑振转变。3)强化了行业安全与效率基础。项目成果直接解决了超超临界机组高压旁路支管高频振动问题,其技术方法可推广至核电、燃气轮机等高温高压管道系统,为同类机组的安全运行提供理论与工程支持,助力提升能源装备运行效率,为“碳达峰碳中和”目标下的高效发电技术发展莫定基础。 应用情况:该项目成果已应用于国能(连江)港电1、2号机组主蒸汽管道改造,振动速度从60-80mm/s降至3.5-8.5mm/s,效果显著。推广范围涵盖超超临界燃煤发电机组及高温高压管道系统。应用条件需满足存在封闭旁支管结构、可能引发流致声共振的场景,需结合具体管道参数设计改造方案。前景广阔,可填补国内火电站高参数管道流致声共振治理空白,为同类机组提供理论与技术支持,提升能源设备安全性与效率。