蒸汽发生器换热管电磁超声纵向导波换能器设计与优化

来源：核动力工程杂志2023年第1期北京时间：

作者：王理博, 方志泓, 王方方, 王飞, 韩志雄, 朱义, 赵亚军

单位：1.西安热工研究院有限公司，西安，710054；2.武汉中科创新技术股份有限公司，武汉，430075；

摘要：高温气冷堆蒸汽发生器换热管特殊的螺旋结构导致传统外置型电磁超声导波换能器难以进行有效检测。本文针对蒸汽发生器不锈钢换热管的缺陷检测，开发了一种新型内置型电磁超声纵向导波换能器，建立了有限元多物理场耦合模型，研究了换能器铁磁结构的静态磁场分布，并对换能器激励出的纵向导波进行了时域仿真。结果表明：采用挤压聚磁的换能器结构可保证线圈附近的垂直方向磁场远大于水平方向磁场，能高效地在管道内部激励单一模式的纵向导波；优化后的探头可检测直径为5 mm的通孔缺陷和长×宽×深为20 mm×1.5 mm×1.2 mm的环向槽缺陷。因此，新型电磁超声纵向导波换能器可有效激励纵向导波，并有望应用于高温气冷堆蒸汽发生器换热管的在役缺陷检测。

关键词：高温气冷堆, 换热管, 纵向导波, 电磁超声换能器, 缺陷检测

基金资助：中国华能集团有限公司总部科技项目（HNKJ20-H13；TZ-20-TYK08；TZ-20-TYK09）