CN109973747B - 循环水管路内流体激励振动影响减弱系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种循环水管路内流体激励振动影响减弱系统及方法，所述系统包括：气体源、导气管和流量控制阀；所述流量控制阀设置在所述导气管上，所述导气管的一端通过循环水管路的侧壁与所述循环水管路连通，所述导气管的另一端接有所述气体源，所述气体源用于为所述循环水管路内提供气体。本发明实施例中提供的循环水管路内流体激励振动影响减弱系统及方法，通过向循环水管路中导入气体，使导入气体后所述循环水管路内两相流的流体脉动压力的峰值频率在预设范围外，防止流体脉动压力导致循环水管路发生共振，提高了循环水管路的安静性，保证了整个循环水系统的稳定性以及环境安静性。

Description

循环水管路内流体激励振动影响减弱系统及方法

技术领域

本发明实施例涉及循环水系统安全控制技术领域，更具体地，涉及循环水管路内流体激励振动影响减弱系统及方法。

背景技术

目前，由于循环水系统的复杂结构引起的流体扰动会使循环水系统吸入口处产生气泡，与循环水系统吸入的海水一同以两相流的形式进入循环水系统的循环水管路内，当循环水管路内由流体激励引起的管路振动频率与循环水管路的固有频率或循环水管路外部动力机械激励的管路振动频率接近或一致时，将导致循环水系统的循环水管路发生共振、降低循环水系统的安静性。

避免循环水系统的循环水管路内发生共振的传统方式是采用管路隔振器实现，但是管路隔振器适用于隔离中高频振动，而循环水系统的循环水管路内流体激励引起的管路振动响应的峰值频率较低，采用隔振器隔离管路振动的效果不明显。现有技术中还提供了一种管路振动主动控制技术，主要是根据管路振动响应数据采集结果，使激励器从外部向管路施加与管路振动响应的峰值频率相同、相位相反的激励力，消除或减弱管路振动响应的峰值，实现管路振动的主动控制，为达到有益的管路振动控制效果，一般要求激励器的质量与循环水管路的质量处于相同数量级，但是一般的循环水系统中的循环水管路通径大、质量大，会导致这种管路振动主动控制技术的应用成本很高。

因此，现急需提供一种循环水管路内流体激励振动影响减弱系统及方法，以解决现有的管路振动主动控制技术应用成本高的技术问题。

发明内容

为克服上述问题或者至少部分地解决上述问题，本发明实施例提供了一种循环水管路内流体激励振动影响减弱系统及方法。

第一方面，本发明实施例提供了一种循环水管路内流体激励振动影响减弱系统，包括：气体源、导气管和流量控制阀；

所述流量控制阀设置在所述导气管上，所述导气管的一端通过循环水管路的侧壁与所述循环水管路连通，所述导气管的另一端接有所述气体源，所述气体源用于为所述循环水管路内提供气体；

导入气体后所述循环水管路内两相流的流体脉动压力的峰值频率在预设范围外，所述预设范围为使所述循环水管路发生共振的频率范围。

第二方面，本发明实施例提供了一种循环水管路内流体激励振动影响减弱方法，包括：

向循环水管路中导入气体，使导入气体后所述循环水管路内两相流的流体脉动压力的峰值频率在预设范围外；

其中，所述预设范围为使所述循环水管路发生共振的频率范围。

本发明实施例提供的一种循环水管路内流体激励振动影响减弱系统及方法，通过向循环水管路中导入气体，使导入气体后循环水管路内两相流的流体脉动压力的峰值频率在预设范围外，防止流体脉动压力导致循环水管路发生共振，进而减弱循环水管路内流体激励振动对循环水管路的影响，提高了循环水管路的安静性，保证了整个循环水系统的稳定性以及环境安静性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种循环水管路内流体激励振动影响减弱系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种循环水管路内流体激励振动影响减弱系统的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种循环水管路内流体激励振动影响减弱系统的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种循环水管路内流体激励振动影响减弱方法的流程示意图；

图5为本发明实施例提供的一种循环水管路内流体激励振动影响减弱方法中气体流量确定方法的流程示意图；

图6为本发明实施例提供的一种循环水管路内流体激励振动影响减弱方法中脉动压力传感器测量得到的流体脉动压力的时域数据示意图；

图7为本发明实施例提供的一种循环水管路内流体激励振动影响减弱方法中经控制单元转换后得到的流体脉动压力的频域数据示意图；

图8为本发明实施例提供的一种循环水管路内流体激励振动影响减弱方法中循环水管路内两相流中的气相流分数与流体脉动压力的频域数据中的峰值频率之间的关系示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。

如图1所示，本发明实施例中提供了一种循环水管路内流体激励振动影响减弱系统，包括：气体源2、导气管3和流量控制阀4。流量控制阀4设置在导气管3上，导气管3的一端通过循环水管路1的侧壁与循环水管路1连通，导气管3的另一端接有气体源2，气体源2用于为循环水管路1内提供气体。导入气体后循环水管路1内两相流的流体脉动压力的峰值频率在预设范围外，预设范围为使循环水管路1发生共振的频率范围。

具体地，由于循环水系统的复杂结构引起的流体扰动，水流通过循环水管路1一端的吸入口栅格5进入循环水管路1时，会使循环水系统吸入口(即吸入口栅格5)处产生气泡，与循环水系统吸入的海水一同以两相流的形式进入循环水系统的循环水管路1内，循环水管路1另一端与循环水泵6连接，进入循环水管路1内的水流将进入循环水泵6内。因此一般情况下循环水管路中存在循环水和气体两相流，即存在水流和气相流。这里的循环水系统具体可以是压水堆系统中的子系统，也可以是包含于其他系统中的子系统，还可以是独立的系统，本发明实施例中对此不作具体限定。基于此，本发明实施例中提供了一种循环水管路内流体激励振动影响减弱系统，主要是通过改变两相流中的气相流分数，即改变两相流中气相流与水流的流量比值，实现循环水管路内流体激励振动对循环水管路影响的减弱。本发明实施例中提供的循环水管路内流体激励振动影响减弱系统，气体源2为循环水管路1内提供气体，导气管3用于传输气体，流量控制阀4用于调节进入循环水管路1内的气体流量。通过导气管3和流量控制阀4将气体源2内的气体导入至循环水管路1，使导入气体后的循环水管路1内两相流的流体脉动压力的峰值频率在预设范围外，如此即可以防止流体脉动压力导致循环水管路发生共振，进而减弱循环水管路内流体激励振动对循环水管路的影响。

这里所说的两相流的流体脉动压力是一种综合压力，即水流和气相流共同产生的流体脉动压力。循环水管路内两相流的流体脉动压力的峰值频率是指循环水管路内两相流的流体脉动压力的频域数据中最大值对应的频率值。

需要说明的是，本发明实施例中的气体源2提供的气体具体可以是空气、氢气、氮气、氧气或者其他气体，本发明实施例中对此不作具体限定，只要能够保证向循环水管路1中导入的气体能够不溶或难溶于循环水管路1内的水即可。

本发明实施例中提供的循环水管路内流体激励振动影响减弱系统，通过向循环水管路中导入气体，使导入气体后循环水管路内两相流的流体脉动压力的峰值频率在预设范围外，防止流体脉动压力导致循环水管路发生共振，进而减弱循环水管路内流体激励振动对循环水管路的影响，提高了循环水管路的安静性，保证了整个循环水系统的稳定性以及环境安静性。

在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供的循环水管路内流体激励振动影响减弱系统，具体可以应用于汽轮机，对汽轮机循环水系统中的循环水管路内流体激励振动影响进行减弱，但本发明实施例中提供的循环水管路内流体激励振动影响减弱系统并不限定应用于此，任何包含循环水管路的结构均可以通过本发明实施例中提供的循环水管路内流体激励振动影响减弱系统对流体激励振动影响进行减弱。

如图2所示，在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供的循环水管路内流体激励振动影响减弱系统，还包括：脉动压力传感器7；

所述脉动压力传感器7设置在所述循环水管路1的内部，所述脉动压力传感器7用于测量所述循环水管路1内两相流的流体脉动压力的时域数据。

具体地，本发明实施例中，通过脉动压力传感器7可以实现测量循环水管路1内两相流的流体脉动压力的时域数据。这里需要说明的是，由于脉动压力传感器7获取的是每一时刻的流体脉动压力，因此是一种时域数据，即在时间维度上的压力数据。

脉动压力传感器7可以测量导入气体后循环水管路内两相流的流体脉动压力的时域数据。为便于分析循环水管路受内部流体脉动压力而产生的管路振动响应的峰值频率，可通过循环水管路1内两相流的流体脉动压力的时域数据确定循环水管路1内两相流的流体脉动压力的频域数据，循环水管路1内两相流的流体脉动压力的频域数据中的峰值频率即为循环水管路1受内部流体脉动压力而产生的管路振动响应的峰值频率。本发明实施例中具体可以通过傅里叶变换实现时域数据与频域数据的转换。其中，管路振动响应是指循环水管路受内部流体脉动压力而产生的管路振动。

本发明实施例中提供的循环水管路内流体激励振动影响减弱系统，通过设置在所述循环水管路内部的脉动压力传感器测量导入气体后循环水管路内两相流的流体脉动压力的时域数据，进而确定出导入气体后循环水管路1内两相流的流体脉动压力的峰值频率，可以更方便快速的通过控制向循环水管路内导入的气体流量，时刻保证导入气体后循环水管路1内两相流的流体脉动压力的峰值频率在预设范围外，防止流体脉动压力导致循环水管路发生共振。

在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供的循环水管路内流体激励振动影响减弱系统中，脉动压力传感器还可以测量导入气体前循环水管路内两相流的流体脉动压力的时域数据，进而可以确定出导入气体前循环水管路内两相流的流体脉动压力的峰值频率，然后根据循环水管路内两相流中的气相流分数与循环水管路内两相流的流体脉动压力的峰值频率之间的预设关系、导入气体前循环水管路内两相流的流体脉动压力的峰值频率以及预设范围，即可精确确定出气体源为循环水管路内提供的气体流量，使导入气体后循环水管路内两相流的流体脉动压力的峰值频率在预设范围外，既可以防止流体脉动压力导致循环水管路发生共振，减弱循环水管路内流体激励振动对循环水管路的影响，还可以通过控制气体流量降低成本。

如图3所示，在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供的循环水管路内流体激励振动影响减弱系统，还包括：控制单元8；

所述控制单元8与所述流量控制阀4连接，所述控制单元8用于控制所述流量控制阀4的开度。

具体地，本发明实施例中提供的循环水管路内流体激励振动影响减弱系统，通过控制单元实现对流量控制阀的开度的控制，使气体源2通过导气管3向循环水管路1中导入气体，以改变循环水管路1内两相流中的气相流分数，可以实现气体导入至循环水管路的自动化，进而使循环水管路内流体激励振动影响减弱系统功能实现的自动化。控制单元8具体可以根据循环水管路内两相流中的气相流分数与循环水管路内两相流的流体脉动压力的峰值频率之间的预设关系、导入气体前循环水管路内两相流的流体脉动压力的峰值频率以及预设范围确定的气体流量控制流量控制阀的开度。

如图3所示，在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供的循环水管路内流体激励振动影响减弱系统，控制单元8还可集成有转换功能，即控制单元8可以与脉动压力传感器7连接，将脉动压力传感器测量得到的循环水管路内两相流的流体脉动压力的时域数据转换为频域数据，然后确定出循环水管路内两相流的流体脉动压力的峰值频率。控制单元8根据导入气体前循环水管路内两相流的流体脉动压力的峰值频率以及预设范围，判断导入气体前循环水管路内两相流的流体脉动压力的峰值频率是否在预设范围内，若判断获知导入气体前循环水管路内两相流的流体脉动压力的峰值频率在预设范围内，则确定导入的气体流量；然后控制流量控制阀的开度，使气体导入循环水管路内；最后根据充入气体后循环水管路内两相流的流体脉动压力的峰值频率以及预设范围，验证充入的气体是否能够使充入气体后循环水管路内两相流的流体脉动压力的峰值频率在预设范围外，进而可以防止流体脉动压力导致循环水管路发生共振，进而减弱循环水管路内流体激励振动对循环水管路的影响。

在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供的循环水管路内流体激励振动影响减弱系统，所述控制单元通过线缆与所述流量控制阀和/或脉动压力传感器连接。

在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供的循环水管路内流体激励振动影响减弱系统，所述循环水管路的侧壁上开设有气体注入口；

所述导气管的一端通过气体注入口与循环水管路连通，气体源内的气体经导气管、导气管上的流量控制阀以及气体注入口导入循环水管路。

在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供的循环水管路内流体激励振动影响减弱系统，还包括：流量测量装置；

所述流量测量装置设置在所述导气管内，所述流量测量装置用于测量所述导气管内的气体流量。

具体地，本发明实施例中提供的循环水管路内流体激励振动影响减弱系统中，通过流量测量装置测量导气管内的气体流量。

在上述实施例的基础上，流量测量装置还可以与控制单元连接，流量测量装置可以将测量得到的气体流量传输至控制单元，使控制单元判断测量得到的气体流量与根据循环水管路内两相流中的气相流分数与循环水管路内两相流的流体脉动压力的峰值频率之间的预设关系、导入气体前循环水管路内两相流的流体脉动压力的峰值频率以及预设范围确定的气体流量是否相同，若不相同，则控制单元通过控制流量控制阀的开度，改变导气管内的气体流量，使流量测量装置测量得到的气体流量与根据循环水管路内两相流中的气相流分数与循环水管路内两相流的流体脉动压力的峰值频率之间的预设关系、导入气体前循环水管路内两相流的流体脉动压力的峰值频率以及预设范围确定的气体流量相同，使导入气体后循环水管路内两相流的流体脉动压力的峰值频率在预设范围外。

如图4所示，在上述实施例的基础上，本发明实施例提供了一种循环水管路内流体激励振动影响减弱方法，包括：

S11，判断循环水管路内两相流的流体脉动压力的峰值频率是否在预设范围内；

S12，若判断获知所述循环水管路内两相流的流体脉动压力的峰值频率在所述预设范围内，则向循环水管路中导入气体，使导入气体后所述循环水管路内两相流的流体脉动压力的峰值频率在预设范围外；

其中，所述预设范围为使所述循环水管路发生共振的频率范围。

具体地，本发明实施例中提供的循环水管路内流体激励振动影响减弱方法，是应用在循环水管路内两相流的流体脉动压力会导致循环水管路发生共振的情况下的循环水管路内流体激励振动影响减弱方法。所以本发明实施例中首先可以确定循环水管路内两相流的流体脉动压力能否会导致循环水管路发生共振，即判断循环水管路内两相流的流体脉动压力的峰值频率是否在预设范围内。如果循环水管路内两相流的流体脉动压力的峰值频率在预设范围内，则说明循环水管路内两相流的流体脉动压力会导致循环水管路发生共振，此时向循环水管路中导入气体，通过调整气体流量，既可以使导入气体后循环水管路内两相流的流体脉动压力的峰值频率在预设范围外。如果循环水管路内两相流的流体脉动压力的峰值频率在预设范围外，则说明如果循环水管路内两相流的流体脉动压力并不会使循环水管路发生共振。

本发明实施例中提供的循环水管路内流体激励振动影响减弱方法，向循环水管路中导入气体，使导入气体后循环水管路内两相流的流体脉动压力的峰值频率在预设范围外，防止流体脉动压力导致循环水管路发生共振，提高了循环水管路的安静性，保证了整个循环水系统的稳定性以及环境安静性。

在上述实施例的基础上，本发明实施例提供了一种循环水管路内流体激励振动影响减弱方法，向所述循环水管路中导入气体前，还包括：

获取所述循环水管路内两相流的流体脉动压力的时域数据，并确定所述循环水管路内两相流的流体脉动压力的峰值频率。

具体地，本发明实施例中向循环水管路中导入气体前，需要确定出循环水管路内两相流的流体脉动压力的峰值频率，具体可以先获取循环水管路内两相流的流体脉动压力的时域数据，然后将时域数据转换成频域数据，并确定出频域数据中最大值对应的频率值，即循环水管路内两相流的流体脉动压力的峰值频率。本发明实施例中具体可以通过傅里叶变换实现时域数据与频域数据的转换。

在上述实施例的基础上，本发明实施例提供了一种循环水管路内流体激励振动影响减弱方法，具体可以应用于汽轮机，对汽轮机循环水管路内流体激励振动影响进行减弱，但本发明实施例中提供的循环水管路内流体激励振动影响减弱方法并不限定应用于此，任何包含循环水管路的结构均可以通过本发明实施例中提供的循环水管路内流体激励振动影响减弱方法对流体激励振动影响进行减弱。

在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供的循环水管路内流体激励振动影响减弱方法，所述预设范围具体为：包括所述循环水管路的固有频率在内的第一频率范围以及包括所述循环水管路外部动力机械激励的管路振动频率在内的第二频率范围。

具体地，本发明实施例中，能够引起循环水管路发生共振的情况主要有：1)频域数据中的峰值频率与循环水管路的固有频率接近或一致；2)频域数据中的峰值频率与循环水管路外部动力机械激励的管路振动频率接近或一致。因此，在对预设范围进行设定时，可将预设范围设定为包括循环水管路的固有频率在内的第一频率范围以及包括循环水管路外部动力机械激励的管路振动频率在内的第二频率范围，只要频域数据中的峰值频率在第一频率范围或者在第二频率范围内，即认为循环水管路内两相流的流体脉动压力激励的振动会使循环水管路发生共振。其中，第一频率范围和第二频率范围的具体区间长度可根据需要进行设置，以能否使循环水管路发生共振为主要考虑因素。

需要说明的是，第一频率范围可以只包含循环水管路的固有频率这一个频点，第二频率范围也可以只包含循环水管路外部动力机械激励的管路振动频率这一个频点。

本发明实施例中，考虑了能够引起循环水管路发生共振的两种情况，并基于这两种情况，确定出预设范围，为循环水管路内流体激励振动控制提供方便。

在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供的循环水管路内流体激励振动影响减弱方法，所述循环水管路的固有频率具体包括第一阶固有频率、第二阶固有频率以及第三阶固有频率。

具体地，本发明实施例中提供的循环水管路的固有频率可包括多阶，由于仅前三阶固有频率取值较大，产生的影响较大，因此本发明实施例中仅考虑循环水管路的第一阶固有频率、第二阶固有频率以及第三阶固有频率。为避免循环水管路内两相流的流体脉动压力激励的振动与循环水管路的固有频率共同作用引起循环水管路发生共振，需要保证频域数据中的峰值频率同时避开循环水管路的第一阶固有频率、第二阶固有频率以及第三阶固有频率。

在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供的循环水管路内流体激励振动影响减弱方法，所述循环水管路外部动力机械具体为循环水泵；

相应地，所述循环水管路外部动力机械激励的管路振动频率具体为所述循环水泵的转速频率。

具体地，本发明实施例中，考虑到循环水管路外部动力机械激励的振动时，循环水管路外部动力机械具体可以为循环水泵，此时循环水泵的转速频率即为循环水管路外部动力机械激励的管路振动频率，为避免循环水管路内两相流的流体脉动压力激励的振动与循环水管路外部动力机械激励的振动共同作用引起循环水管路发生共振，需要保证频域数据中的峰值频率避开循环水泵的转速频率。

在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供的循环水管路内流体激励振动影响减弱方法，所述循环水泵的转速频率具体包括：基频和二倍转速频率，因此为避免循环水管路内两相流的流体脉动压力激励的振动与循环水管路外部动力机械激励的振动共同作用引起循环水管路发生共振，需要保证频域数据中的峰值频率同时避开循环水泵的基频和二倍转速频率。其中，基频为一倍转速频率。

如图5所示，在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供的循环水管路内流体激励振动影响减弱方法，向所述循环水管路中导入的气体流量通过如下方式确定：

S21，基于所述循环水管路内两相流中的气相流分数与所述循环水管路内两相流的流体脉动压力的峰值频率之间的预设关系、导入气体前所述循环水管路内两相流的流体脉动压力的峰值频率以及所述预设范围，确定所述循环水管路内两相流中的气相流分数估计值；

S22，基于所述气相流分数估计值，确定向所述循环水管路中导入的气体流量。

具体地，本发明实施例中提供的循环水管路内流体激励振动影响减弱方法，在确定需要向循环水管路中导入的气体流量时，首先确定循环水管路内两相流中的气相流分数与循环水管路内两相流的流体脉动压力的峰值频率之间的预设关系，这一预设关系可以通过前期大量实验得到，可以具体包括：数值关系，并通过数值关系绘制变化曲线。

根据上述预设关系和所述预设范围，即可确定出循环水管路内两相流中的气相流分数估计值。具体为：根据上述预设关系以及所述预设范围，确定出向循环水管路中导入气体之前循环水管路内两相流的流体脉动压力的峰值频率在预设范围外时对应的气相流分数，即气相流分数估计值，也就是为保证循环水管路内两相流的流体脉动压力不会使循环水管路产生共振而实际需要循环水管路内两相流中的气相流分数。最后根据得到的气相流分数估计值，结合当前循环水管路内两相流中的气相流分数，确定所述预设流量，即通过气相流分数估计值与当前循环水管路内两相流中的气相流分数相减，得到需要导入的气体的气相流分数，最后根据循环水管路内水流的流量，即可确定需要导入的气体流量。

其中，当前循环水管路内两相流中的气相流分数可以根据向循环水管路中导入气体之前循环水管路内两相流的流体脉动压力的峰值频率以及循环水管路内两相流中的气相流分数与频域数据中的峰值频率之间的预设关系进行确定。

以下举例进行具体说明：如图3所示，水流通过循环水管路1一端的吸入口栅格5进入循环水管路1，循环水管路1另一端与循环水泵6连接，使进入循环水管路1内的水流进入循环水泵6内。若循环水管路的第一阶固有频率为65Hz，第二阶固有频率为149Hz，第三阶固有频率为235Hz。由脉动压力传感器测量得到的循环水管路内两相流的流体脉动压力的时域数据如图6所示，将时域数据传输至控制单元，经控制单元转换后得到频域数据如图7所示。由图7可知，循环水管路内两相流的流体脉动压力的峰值频率为149Hz，循环水管路内两相流的流体脉动压力的峰值频率与循环水管路的第一阶固有频率一致，因此需要调整循环水管路内两相流的流体脉动压力的频域数据使其峰值频率避开循环水管路的前三阶固有频率。

由实验统计可知，循环水管路内两相流中的气相流分数与循环水管路内两相流的流体脉动压力的峰值频率之间的关系如图8所示。从图8中可以知晓，循环水管路内两相流的流体脉动压力的峰值频率为149Hz时，循环水管路内两相流中的气相流分数为0.33％，并且根据图8，当循环水管路内两相流内的气相流分数增大至0.5％时，可以使循环水管路内两相流的流体脉动压力的频域数据中的峰值频率降低至140Hz，此时即可以避开循环水管路的前三阶固有频率。

通过控制单元控制流量控制阀的开度，使气体源通过导气管向循环水管路中导入占循环水管路内的水流量0.2％的气体，则可以使流体脉动压力的频域数据的峰值频率避开循环水管路的前三阶固有频率，减弱了循环水管路振动响应，防止流体脉动压力导致循环水管路发生共振，提高了循环水管路的安静性。

又例如，循环水泵的转速为4500rpm，基频为75Hz，二倍转速频率为150Hz，由于流体脉动压力的频域数据的峰值频率为149Hz，与循环水泵的二倍转速频率接近，需要调整两相流的流体脉动压力的峰值频率避开循环水泵的二倍转速频率。

从图8中可以知晓，循环水管路内两相流的流体脉动压力的频域数据中的峰值频率为149Hz时，循环水管路内两相流中的气相流分数为0.33％，并且根据图8，当两相流内的气相流分数增大至0.45％时，可以使流体脉动压力的频域数据中的峰值频率降低至125Hz，此时即可以避开循环水泵的基频和二倍转速频率。

通过控制单元控制流量控制阀的开度，使气体源通过导气管向循环水管路中导入占循环水管路内的水流量0.12％的气体，则可以使流体脉动压力的频域数据的峰值频率避开循环水泵的基频和二倍转速频率，减弱了循环水管路振动响应，防止流体脉动压力导致循环水管路发生共振，提高了循环水管路的安静性。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种循环水管路内流体激励振动影响减弱系统，其特征在于，包括：气体源、导气管和流量控制阀；

所述流量控制阀设置在所述导气管上，所述导气管的一端通过循环水管路的侧壁与所述循环水管路连通，所述导气管的另一端接有所述气体源，所述气体源用于为所述循环水管路内提供气体；

导入气体后所述循环水管路内两相流的流体脉动压力的峰值频率在预设范围外，所述预设范围为使所述循环水管路发生共振的频率范围；

所述循环水管路内两相流的流体脉动压力的峰值频率是指循环水管路内两相流的流体脉动压力的频域数据中最大值对应的频率值，所述两相流包括水流和气相流。

2.根据权利要求1所述的循环水管路内流体激励振动影响减弱系统，其特征在于，还包括：脉动压力传感器；

所述脉动压力传感器设置在所述循环水管路的内部，所述脉动压力传感器用于测量所述循环水管路内两相流的流体脉动压力的时域数据。

3.根据权利要求1所述的循环水管路内流体激励振动影响减弱系统，其特征在于，还包括：控制单元；

所述控制单元与所述流量控制阀连接，所述控制单元用于控制所述流量控制阀的开度。

4.根据权利要求3所述的循环水管路内流体激励振动影响减弱系统，其特征在于，所述控制单元通过线缆与所述流量控制阀连接。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的循环水管路内流体激励振动影响减弱系统，其特征在于，所述循环水管路的侧壁上开设有气体注入口；

所述导气管的一端通过所述气体注入口与所述循环水管路连通。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的循环水管路内流体激励振动影响减弱系统，其特征在于，还包括：流量测量装置；

所述流量测量装置设置在所述导气管内，所述流量测量装置用于测量所述导气管内的气体流量。

7.一种循环水管路内流体激励振动影响减弱方法，其特征在于，包括：

向循环水管路中导入气体，使导入气体后所述循环水管路内两相流的流体脉动压力的峰值频率在预设范围外；

其中，所述预设范围为使所述循环水管路发生共振的频率范围；

所述循环水管路内两相流的流体脉动压力的峰值频率是指循环水管路内两相流的流体脉动压力的频域数据中最大值对应的频率值，所述两相流包括水流和气相流。

8.根据权利要求7所述的循环水管路内流体激励振动影响减弱方法，其特征在于，向所述循环水管路中导入气体前，还包括：

获取所述循环水管路内两相流的流体脉动压力的时域数据，并确定所述循环水管路内两相流的流体脉动压力的峰值频率。

9.根据权利要求8所述的循环水管路内流体激励振动影响减弱方法，其特征在于，向所述循环水管路中导入的气体流量通过如下方式确定：

基于所述循环水管路内两相流中的气相流分数与所述循环水管路内两相流的流体脉动压力的峰值频率之间的预设关系、导入气体前所述循环水管路内两相流的流体脉动压力的峰值频率以及所述预设范围，确定所述循环水管路内两相流中的气相流分数估计值；

基于所述气相流分数估计值，确定向所述循环水管路中导入的气体流量。

10.根据权利要求7-9中任一项所述的循环水管路内流体激励振动影响减弱方法，其特征在于，所述预设范围具体为：包括所述循环水管路的固有频率在内的第一频率范围以及包括所述循环水管路外部动力机械激励的管路振动频率在内的第二频率范围。

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