一种抗震竖井试验装置及其改造方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种抗震竖井试验装置及其改造方法，所述装置包括：竖井、激励系统、控制系统，其中，所述激励系统包括6个水平激振器和1个垂向激振器，水平激振器和垂向激振器均安装在竖井内，控制系统控制水平激振器和垂向激振器对竖井内的试验设备进行抗震试验，实现了提高了抗震竖井试验装置试验能力的技术效果。

【技术实现步骤摘要】
一种抗震竖井试验装置及其改造方法
本专利技术涉及反应堆装置试验设备领域，具体地，涉及一种抗震竖井试验装置及其改造方法。
技术介绍
控制棒驱动线对核电站的安全运行十分重要，其型式细长结构复杂，在地震载荷作用下形成一个十分复杂的非线性问题，很难建立合理的数学模型进行分析。现阶段，对新型堆的控制棒驱动线，在其应用于核电站之前，都要对其进行抗震鉴定试验，为控制棒驱动线施工设计提供试验依据，并最终验证控制棒驱动线设计的合理性、可行性和运行可靠性。目前，针对反应堆控制棒驱动线或其它同类型细长结构的抗震试验，国内外普遍主要采用的方法有两种，分别是单点激励试验和多点激励试验。单点激励试验法采用地震台实现，可以同时实现多个自由度的运动，但是只有一个激励控制点，很难精确模拟驱动线或其它同类型细长结构各个部件的地震激励。多点激励试验方法一般采用竖井多点激励试验装置实现，可以同时实现多个激励点的地震输入控制,在控制方式上多采用位移控制，加载方向已从水平横向的单方向加载发展到水平横向和垂向联合加载的方式。采用现有的竖井多点激励试验装置，最多仅可实现四点水平向和一点垂向联合激励，但针对一些对激振点要求更多的抗震试验，该装置则无法满足试验要求。综上所述，本申请专利技术人在实现本申请专利技术技术方案的过程中，发现上述技术至少存在如下技术问题：在现有技术中，现有的四点水平向和一点垂向联合激励试验装置存在无法满足复杂的抗震试验要求的技术问题。
技术实现思路
本专利技术提供了一种抗震竖井试验装置及其改造方法，解决了现有的四点水平向和一点垂向联合激励试验装置存在无法满足复杂的抗震试验要求的技术问题，实现了提高了抗震竖井试验装置试验能力的技术效果。为解决上述技术问题，本申请一方面提供了一种抗震竖井试验装置，所述装置包括：竖井、激励系统、控制系统，其中，所述激励系统包括6个水平激振器和1个垂向激振器，水平激振器和垂向激振器均安装在竖井内，控制系统控制水平激振器和垂向激振器对竖井内的试验设备进行抗震试验。本专利技术对现有竖井多点激励试验装置进行了一定的设计、改造，使其具备了可实现六点水平向和一点垂向联合激励的抗震实验能力，解决了超过四点激励的反应堆控制棒驱动线或其它同类型细长结构的抗震试验所面临的技术难题，此处主要指装置能力不能满足抗震试验需求的难题，装置能力覆盖国内现阶段及今后一段时间内主要堆型的控制棒驱动线，进一步提高我国反应堆驱动线或其它同类型细长结构的抗震试验水平。本专利技术的工作原理：根据对实际反应堆的地震分析，获得驱动线与反应堆所有连接部分(边界)的运动，在反应堆外部对1组驱动线通过本装置施加地震激励，从而真实再现驱动线受到的实际地震载荷。本专利技术利用液压(或者电动)激振系统激励驱动线抗震装置模拟地震运动。本专利技术的工作步骤：首先通过计算获得被试验设备各激励点处的地震波位移时程，以该时程作为本试验装置的输入；将被试验设备按其实际安装方式安装在竖井中；打开液压控制器，检查7个激振器的位移传感器、伺服阀、压差传感器电缆的连接，水平6个激振器启停阀和1个垂向激振器启停阀的连接，待没有错误信息后，对激振器进行编组，将水平6个激振器和相应的启停阀作为水平组，垂向激振器和相应的启停阀作为垂向组，并且启动运动补偿功能；其中控制系统以位移为参数进行闭环控制，输入计算得到的各激励点处的地震波位移时程驱动文件，以此为目标对被试验设备进行激励；与测量反馈的相应点的位移值进行对比，并修正驱动电流，使实际激励点的位移与输入位移的误差保持在一个很小的范围内，保证时程、反应谱和功率谱密度能够包络输入时程及其反应谱和功率谱密度；采用经过一定修正、实际激励点的位移能够满足试验要求的相关控制参数来正式设置控制系统，激振器则按控制系统的要求对被试验设备进行激励。其中，所述竖井包括外筒体和内筒体，外筒体与内筒体之间设有多层平台。竖井采用原有结构，为一深15m(地下12m，地上3m)，对边相距4m的八角形钢筋混凝土结构。该竖井地下部分采用双筒结构，(该结构分为内外两层筒体，均为钢筋混凝土材料构成，两层筒体结构之间搭建有两层楼板平台；两层筒体之间的空间为工作人员进出竖井的安全通道，通过两层楼板平台可方便到达竖井内不同高度的工作平台)，既增加了刚度又便于安装被试结构。在其四个对称壁面上有激振器安装孔，以便于激振器安装和试验本体对中及运动导向铰杆的安装，激振器的安装位置沿井壁垂向可连续调节，可在高度15m范围内，对被试结构进行多点单向或双向激振试验。其中，所述6个水平激振器安装在竖井内壁上，垂向激振器安装在竖井内底部。其中，所述6个水平激振器均匀安装在竖井内壁同一侧上，垂向激振器安装在竖井内底面中部。其中，控制系统控制水平激振器和垂向激振器对竖井内的试验设备进行抗震试验，具体包括：通过计算获得被试验设备各激励点处的地震波位移时程，以该时程作为本试验装置的输入；将被试验设备按安装在竖井中，对试验装置进行检查，检查完成后对激振器进行编组，将水平6个激振器和相应的启停阀作为水平组，垂向激振器和相应的启停阀作为垂向组，并启动运动补偿功能；控制系统以位移为参数进行闭环控制，输入计算得到的各激励点处的地震波位移时程驱动文件，对被试验设备进行激励；与测量反馈的相应点的位移值进行对比，并修正驱动电流，使实际激励点的位移与输入位移的误差保持预设范围内；采用修正后控制参数设置控制系统，控制系统控制激振器对被试验设备进行激励。其中，激励系统包括：液压油源、激振器、控制器以及液压管道。液压激励系统由液压油源、激振器、控制器以及液压管道等组成。液压油源由电动机启动液压油泵将交流电源转化为液压油动能；激振器将液压油动能转换为往返直线运动的机械能，推动试验装置运动；而激振器的运动由控制器进行控制，控制目标为相应的计算地震位移。另一方面，本申请还提供了一种抗震竖井试验装置改造方法，所述方法包括：首先，将原有抗震竖井试验装置中的油泵、油管进行拆除；然后，在油泵间地沟中增加相应支承，对竖井壁上原有油管穿孔进行扩大，增加2个水平激振器安装孔；然后，进行电源改造，包括增加相应的电缆和空气开关；然后，进行冷却水接口改造；然后，待油路、电路和水路分别布置好后，进行油箱注油，将外供电电源系统和外供水冷却系统安装到位，并连接电源到泵站控制柜、连接冷却水到泵站；然后，对新泵站进行调试，并对油路系统进行清洗；然后，待油路系统中油品满足要求以后，进一步安装新控制通道并与原有系统硬件、软件连接；最后，采用相应的地震计算结果，经过处理后进行空作动器调试。本专利技术不是对原有竖井试验装置能力的简单扩展，而是从原有试验系统的4个水平自由度、1个垂向自由度改变为6个水平自由度、1个垂向自由度，两个新的水平自由度的增加将导致各激励点间的相互耦合增加，其传递函数矩阵从5×5增加到7×7，增加近一倍的相互作用，导致控制精度降低。因此新系统除了增加配套相应油源、电源和冷却水，更换大流量的油路系统等外，还必须考虑兼容性和安全性，特别是在试验布置、支撑结构设计等方面，充分考虑对降低激振器间的相互作用(解耦)，在调试过程中优化控制参数。试验时采取在支撑结构中设置解耦装置、控制系统多次迭代等有效措施来降低激振器间的相互耦合作用。本申请提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抗震竖井试验装置，其特征在于，所述装置包括：竖井、激励系统、控制系统，其中，所述激励系统包括6个水平激振器和1个垂向激振器，水平激振器和垂向激振器均安装在竖井内，控制系统控制水平激振器和垂向激振器对竖井内的试验设备进行抗震试验。

【技术特征摘要】
1.一种抗震竖井试验装置，其特征在于，所述装置包括：竖井、激励系统、控制系统，其中，所述激励系统包括6个水平激振器和1个垂向激振器，水平激振器和垂向激振器均安装在竖井内，控制系统控制水平激振器和垂向激振器对竖井内的试验设备进行抗震试验。2.根据权利要求1所述的抗震竖井试验装置，其特征在于，所述竖井包括外筒体和内筒体，外筒体与内筒体之间设有多层平台。3.根据权利要求1所述的抗震竖井试验装置，其特征在于，所述6个水平激振器安装在竖井内壁上，垂向激振器安装在竖井内底部。4.根据权利要求1所述的抗震竖井试验装置，其特征在于，所述6个水平激振器均匀安装在竖井内壁同一侧上，垂向激振器安装在竖井内底面中部。5.根据权利要求1所述的抗震竖井试验装置，其特征在于，控制系统控制水平激振器和垂向激振器对竖井内的试验设备进行抗震试验，具体包括：通过计算获得被试验设备各激励点处的地震波位移时程，以该时程作为本试验装置的输入；将被试验设备按安装在竖井中，对试验装置进行检查，检查完成后对激振器进行编组，将水平6个激振器和相应的启停阀作为水平组，垂向激振器和相应的启停阀作为垂向组，并启动运动补偿功能；控...

【专利技术属性】
技术研发人员：李天勇，黄文慧，马建中，李锡华，闫晓，李朋洲，
申请(专利权)人：中国核动力研究设计院，
类型：发明
国别省市：四川,51