【Ziel】 Aufklärung des Mechanismus des Mikrobewegungsverschleißes von Rohrbündeln durch Vibrationen von Fremdkörpern im Wärmetauscher sowie Ermittlung der Schlüsselfaktoren des Verschleißes und des Größenbereichs der Fremdkörper mit hohem Risiko. 【Methode】 In dieser Arbeit werden zylindrische Fremdkörper mit einem Durchmesser von 2 bis 8 mm auf der Sekundärseite des Dampferzeugers CPR1000-SG untersucht. Unter Einbeziehung relevanter Modelle und ingenieurtechnischer Parameter wird eine eindimensionale Fluid-Struktur-Kopplungssimulation angewendet, um die dynamische Antwort von Position und Geschwindigkeit des Fremdkörpers zu lösen. Zudem wurde ein horizontales Wasserkanal-Experimentalsystem aufgebaut, um Vibrationsexperimente mit Fremdkörpern durchzuführen und die Genauigkeit der Berechnung der strömungsinduzierten Kraft in der numerischen Simulation zu verifizieren. Basierend auf den Simulationen und Experimenten werden systematisch die Bewegungsbahnen, Zugkraftmerkmale, Geschwindigkeitsmerkmale und Verteilungsmuster der Verschleißleistung der Fremdkörper mit unterschiedlichen Durchmessern analysiert. 【Ergebnisse】 Fremdkörper unterschiedlicher Durchmesser beeinflussen korreliert die Bewegungsphasen, die Intensität der Zugkraftwirkung und das Geschwindigkeitsmuster, was letztlich die Verteilungsmuster der Verschleißleistung bestimmt; im Rohrplattenbereich weist der zylindrische Fremdkörper mit einem Durchmesser von 4–6 mm eine deutlich höhere durchschnittliche Verschleißleistung auf als andere Größen, wobei die durchschnittliche Verschleißleistung des 5 mm großen Fremdkörpers ihren Höhepunkt erreicht und dieser Größenbereich einen ausgeprägteren Einfluss auf den Verschleiß der Wärmerohrleitungen hat. 【Fazit】 Die Forschungsergebnisse können eine theoretische und ingenieurtechnische Grundlage bieten, um gezielt das Risiko von Leckagen an Wärmerohrleitungen zu reduzieren und die Betriebssicherheit von Kernkraftwerken zu erhöhen.

Dampferzeuger;Fremdkörper auf der Sekundärseite;strömungsinduzierter Vibrationsverschleiß;Verschleißleistung;Fremdkörperdurchmesser