等离子体所在超超临界机组流致声振动难题研究方面取得新进展

近日，等离子体所承接的国家能源集团（下面简称国能）连江电厂1000MW超超临界机组主蒸汽高旁管道流致声振动综合治理项目，经过第三方现场测试，管道振动速度由治理前最高的50-80mm/s降至8-10mm/s，降幅达84%，改造效果显著，顺利通过项目验收。该成果标志着等离子体所在超超临界发电机组高温高压管道系统复杂流体振动控制领域取得进展，为发电系统主蒸汽管道振动治理提供了可复制的范式。

超超临界电机组主蒸汽高旁管道运行时，高温高压蒸汽流经旁流部件易引发周期性涡脱落，产生压力脉动，若与管道固有频率耦合将激发声学共振，形成强振动。这一现象会加速管道疲劳、威胁设备密封，严重时导致机组非计划停机。传统治理方式如外部支吊架加强等，难以根治此类宽频振动，该问题已成为国能连江公司2台1000MW超超临界机组重点督办的安全隐患，制约电厂安全高效运行。

针对这一行业难题，项目团队创新提出“源头抑振”新理念，通过构建多物理场耦合模型，首次揭示了主支管交界处旋涡脱落与声腔频率耦合的共振机制。团队突破性采用改变支管内部结构的方式，精准打破流场与声场的能量耦合，从根本上解决了振动问题。这是国内首次针对1000MW超超临界机组主蒸汽管道流声固耦合共振开展系统性研究并形成有效治理方案。

该项目成果已通过中国电机工程学会科学技术成果鉴定，整体技术达国际先进水平，其中激振源精准识别与阻断式综合治理技术处于国际领先水平。这一成果推动了发电行业从“被动减振”向“主动抑振”的战略转型，为“双碳”目标下的高效发电技术发展提供了重要支撑。此次攻关不仅为行业同类问题解决提供了宝贵经验和科学依据，也为未来聚变堆发电系统设计奠定基础，彰显了中国科学院面向国家战略需求、攻克关键核心技术的使命担当，为保障能源安全提供了重要科技支撑。

图1 国能连江1000MW超超临界机组高温高压主蒸汽高旁管道

图2 主蒸汽高旁管道改造前后振动测试结果对比