一种测量核燃料组件格架栅元刚度特性的装置制造方法及图纸

本发明专利技术的目的在于公开一种测量核燃料组件格架栅元刚度特性的装置，它包括悬吊装置、栅元刚度测量工具及控制系统，所述悬吊装置的上端固定，所述悬吊装置的下端与所述栅元刚度测量工具相连接，所述控制系统与所述栅元刚度测量工具互相通信连接；与现有技术相比，能够对格架栅元内的弹簧和刚凸同时加载，此外还采用了位移修正、偏心力调整等技术，能够高精度直接获得格架栅元刚度特性数据，实现本发明专利技术的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种测量核燃料组件格架栅元刚度特性的装置
本专利技术涉及一种核反应堆堆芯燃料组件的检测装置，特别涉及一种用于测量燃料组件格架栅元刚度特性的装置。
技术介绍
燃料组件是核反应堆堆芯的关键部件，它发生核裂变反应产生热量并传递给冷却剂。燃料组件由一定排列方式的燃料棒和固定约束燃料棒的燃料组件骨架组成。燃料组件骨架上有若干个定位格架，沿轴向间隔布置。定位格架是由金属条带互相焊接构成的方形栅格结构，其栅元中的刚性支撑和弹簧组成的弹簧-刚凸夹持系统能够为燃料棒定位提供夹持力，弹簧-刚度夹持系统的刚度特性即栅元刚度特性对燃料组件的制造、运输、运行等工况下的特性有显著影响，是燃料组件的关键特性之一。由于燃料组件定位格架栅元结构及边界复杂，同时燃料棒插入新格架后栅元内的弹簧可能会发生一定的屈服，需采用试验手段方能准确获得格架栅元夹持力。由于格架栅元尺寸小且弹簧和刚凸均位于格架栅元内部，同时格架栅元弹簧实际变形量小，这些因素导致格架栅元刚度特性测量难度大、精度要求高。一般采用材料万能试验机，对弹簧和刚凸分别加载获得其刚度特性，再推算出栅元整体刚度特性，这是一种间接的方法。因此，特别需要一种测量核燃料组件格架栅元刚度特性的装置，以解决上述现有存在的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种测量核燃料组件格架栅元刚度特性的装置，针对现有技术的不足，能够同时对弹簧和刚凸进行加载并高精度获得栅元弹簧-刚度夹持系统的刚度特性。本专利技术所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：一种测量核燃料组件格架栅元刚度特性的装置，其特征在于，它包括悬吊装置、栅元刚度测量工具及控制系统，所述悬吊装置的上端固定，所述悬吊装置的下端与所述栅元刚度测量工具相连接，所述控制系统与所述栅元刚度测量工具互相通信连接。这种测量核燃料组件格架栅元刚度特性，也可由栅元刚度测量工具及控制系统组成。在本专利技术的一个实施例中，所述悬吊装置由高度调整机构、弹性结构、承重柔性体及连接件组成，所述高度调整机构的上部固定在一承重结构上，所述高度调整机构的底部通过承重绳与所述连接件相连接，所述承重绳之间设置有弹簧，所述连接件与所述栅元刚度测量工具相连接。进一步，所述高度调整机构包括高度调节螺栓和锁紧螺母，所述固定梁上设置有与高度调节螺栓相配合的螺栓孔。进一步，所述连接件为一吊具。在本专利技术的一个实施例中，所述栅元刚度测量工具由加载机构和伺服电机组成，所述伺服电机通过一伺服电机安装座设置在所述加载机构的上端，所述加载机构的下端伸入格架栅元中对格架栅元中的弹簧和刚凸进行加载，在所述伺服电机的的转轴上设置有加载螺母。进一步，所述加载机构由至少2个加载杠杆臂通过转动轴互相连接形成。进一步，所述加载机构上设置有应变片和位移传感器。进一步，所述加载机构的底部还设置有限制加载机构伸入栅元内的深度以保证加载位置准确性的限位装置。在本专利技术的一个实施例中，所述控制系统由步进电机控制系统、应变信号放大系统、位移信号放大系统、数据采集系统及计算机系统组成，所述计算机系统的输出端与所述步进电机控制系统的输入端互相通信连接，所述计算机系统的输入端与所述数据采集系统的输出端互相通信连接，所述数据采集系统的输入端分别与所述应变信号放大系统的输出端和所述位移信号放大系统的输出端互相通信连接，所述步进电机控制系统的输出端、所述应变信号放大系统的输入端和所述位移信号放大系统的输入端分别与所述栅元刚度测量工具互相通信连接。本专利技术的测量核燃料组件格架栅元刚度特性的装置，与现有技术相比，能够对格架栅元内的弹簧和刚凸同时加载，此外还采用了位移修正、偏心力调整等技术，能够高精度直接获得格架栅元刚度特性数据，实现本专利技术的目的。本专利技术的特点可参阅本案图式及以下较好实施方式的详细说明而获得清楚地了解。附图说明图1为本专利技术的测量核燃料组件格架栅元刚度特性的装置的结构示意图；图2为本专利技术的栅元刚度测量工具的结构示意图；图3为本专利技术的控制系统的结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本专利技术。实施例如图1至图3所示，本专利技术的测量核燃料组件格架栅元刚度特性的装置，它包括悬吊装置10、栅元刚度测量工具20及控制系统30，悬吊装置10的上端固定，悬吊装置10的下端与栅元刚度测量工具20相连接，控制系统30与栅元刚度测量工具20互相通信连接。在本实施例中，悬吊装置10由高度调节螺栓11、锁紧螺母12、固定梁13、承重绳14、弹簧15和吊钩16组成。承重结构13上的螺栓孔与高度调节螺栓11配合，通过旋转高度调节螺栓11，可以实现吊具16的上下移动，使用锁紧螺母12可以将高度调节螺栓11锁紧避免工作过程中松动。弹性结构15的变形能力可以使得高度调节螺栓11锁定后吊具16仍具有一定的轴向运动能力，确保吊具16及其悬吊的栅元刚度测量工具20处于悬浮状态。同时，吊具16与栅元刚度测量工具20的连接位置可以实现栅元刚度测量工具20处于竖直状态，确保加载方向的准确，避免偏心力对测量结果产生不利影响。当对测量精度要求不高时，可以不适用悬吊装置。悬吊装置10主要承担栅元刚度测量工具20的重量，并具有栅元刚度测量工具20的高度调整功能。悬吊装置10能够使栅元刚度测量工具20的加载部分在格架栅元内处于悬浮状态，实现其对栅元弹簧和刚凸加载的同时不受栅元刚度测量工具20重力及相关摩擦因素的影响。栅元刚度测量工具20由伺服电机安装座21、加载螺母22、伺服电机23、应变片24、加载杠杆臂25、加载杠杆臂26、限位装置27、位移传感器28和复位弹簧29组成。加载杠杆臂25和加载杠杆臂26通过销钉连接形成加载杠杆机构，其下端可以伸入格架栅元中对格架栅元中的弹簧和刚凸进行加载。加载杠杆臂25的下端对弹簧进行加载，加载杠杆臂26的下端对刚凸进行加载。伺服电机安装座21与加载杠杆臂26的上端连接。伺服电机23安装在伺服电机安装座21上，伺服电机23上带螺纹的转轴上带有加载螺母22，伺服电机23轴转动时加载螺母22可以沿转轴推动加载杠杆臂25的上端驱动加载杠杆机构运动。加载螺母回退时，复位弹簧29可以协助加载杠杆臂25回退。在加载杠杆臂25上贴装有应变片24，可以采用标准砝码对应变片24进行标定，获得应变读数与载荷的读数关系。在加载杠杆机构的加载杠杆臂26上安装有位移传感器28，位移传感器28检测加载杠杆臂25的位移，利用加载杠杆机构的比例原理，可以得到加载杠杆机构下方对弹簧和刚凸的加载位移。由于格架栅元尺寸狭小，加载杠杆机构具有一定的柔性，可以根据应变片24测得的载荷读数对加载位移进行修正，从而提高测量精度。限位装置27可以限制加载杠杆机构伸入栅元内的深度，保证加载位置的准确性。当不采用悬吊装置10时，限位装置27承担将栅元刚度测量工具20的重量。栅元刚度测量工具20能够实现对弹簧和刚凸的加载。在加载杠杆机构上安装有应变片24和位移传感器28，能够在加载的同时测量加载的位移(即栅元弹簧和刚凸变形量)及其施加的载荷。伺服电机23能够在控制系统30的驱动下，驱动加载杠杆机构实现指定的开合运动。控制系统30由步进电机控制系统31、应变信号放大系统32、位移信号放大系统33、数据采集系统34及计算机系统35组成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测量核燃料组件格架栅元刚度特性的装置，其特征在于，它包括悬吊装置、栅元刚度测量工具及控制系统，所述悬吊装置的上端固定，所述悬吊装置的下端与所述栅元刚度测量工具相连接，所述控制系统与所述栅元刚度测量工具互相通信连接。这种测量核燃料组件格架栅元刚度特性，也可由栅元刚度测量工具及控制系统组成。

【技术特征摘要】
1.一种测量核燃料组件格架栅元刚度特性的装置，其特征在于，它包括悬吊装置、栅元刚度测量工具及控制系统，所述悬吊装置的上端固定，所述悬吊装置的下端与所述栅元刚度测量工具相连接，所述控制系统与所述栅元刚度测量工具互相通信连接。这种测量核燃料组件格架栅元刚度特性，也可由栅元刚度测量工具及控制系统组成。2.如权利要求1所述的测量核燃料组件格架栅元刚度特性的装置，其特征在于，所述悬吊装置由高度调整机构、弹性结构、承重柔性体及连接件组成，所述高度调整机构的上部固定在一承重结构上，所述高度调整机构的底部通过承重绳与所述连接件相连接，所述承重绳之间可设置弹性结构，所述连接件与所述栅元刚度测量工具相连接。3.如权利要求2所述的测量核燃料组件格架栅元刚度特性的装置，其特征在于，所述高度调整机构包括高度调节螺栓和锁紧螺母，所述固定梁上设置有与高度调节螺栓相配合的螺栓孔。4.如权利要求2所述的测量核燃料组件格架栅元刚度特性的装置，其特征在于，所述连接件为一吊具。5.如权利要求1所述的测量核燃料组件格架栅元刚度特性的装置，其特征在于，所述栅元刚度测量工具由加载机构和伺服电机组成，所述伺服电机通过一伺服电机安装座设置在所述加载机构的上端，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙靖雅，卢俊强，徐时吟，党宇，刘家正，朱丽兵，
申请(专利权)人：上海核工程研究设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31