一种安全壳局部构件强度试验装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种安全壳局部构件强度试验装置，包括刚性反力基座、径向作动器组、液压油加载机构及一对环向滑动支撑机构，刚性反力基座上开设有作动器组放置槽，径向作动器组设置在作动器组放置槽中，并与液压油加载机构相连通，一对环向滑动支撑机构分别设置在作动器组放置槽相对的两个侧壁上。与现有技术相比，本发明专利技术具有装置简易、方便拆卸、便于组装、成本低廉、适用于不同尺寸安全壳试验等特点，可准确反映在事故下安全壳的荷载情况和边界条件，能实现对安全壳局部构件强度性能的研究的目的，符合经济性和可持续发展要求。符合经济性和可持续发展要求。符合经济性和可持续发展要求。

【技术实现步骤摘要】
一种安全壳局部构件强度试验装置


[0001]本专利技术属于安全壳测试
，涉及一种安全壳局部构件强度试验装置。

技术介绍

[0002]安全壳是核电厂防止放射性物质向外部环境扩散的最后一道安全保护屏障，是反应堆最外围的建筑，其包容着内部复杂的反应堆冷却系统和核蒸汽供应系统以及重要的安全系统，起着将外部环境与内部系统隔离，并防止在发生罕见的失水事故和严重事故时放射性物质向外界扩散的作用。当反应堆发生事故时，大量放射性物质和高温高压汽水混合物可被安全壳包容和隔离，以防止对核电厂周围环境造成放射性污染。由于安全壳的重要性，其历来是国内外工程界研究的重点。
[0003]目前，国内主要采用足尺试验，通过在实际的安全壳中进行事故的模拟探究安全壳的强度性能，这种方法虽然能较准确地模拟实际情况，但试验成本较大，也有可能对安全壳结构造成损伤，不满足经济性可持续发展要求。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种安全壳局部构件强度试验装置，可准确模拟安全壳在发生失水事故时的边界条件和受力情况，以便探究安全壳局部构件的强度性能。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0006]一种安全壳局部构件强度试验装置，该装置包括刚性反力基座、径向作动器组、液压油加载机构及一对环向滑动支撑机构，所述的刚性反力基座上开设有作动器组放置槽，所述的径向作动器组设置在作动器组放置槽中，并与液压油加载机构相连通，所述的一对环向滑动支撑机构分别设置在作动器组放置槽相对的两个侧壁上。/>[0007]进一步地，所述的刚性反力基座包括基座本体以及分别设置在基座本体内部的纵筋、箍筋、预应力钢筋，所述的预应力钢筋布设在基座本体的下部，所述的纵筋及箍筋沿基座本体的竖向截面进行全截面布设。基座本体为混凝土结构。刚性反力基座采用后张法施加预应力，并布置纵筋和箍筋。
[0008]进一步地，所述的径向作动器组包括多个布设在作动器组放置槽中的径向作动器，所述的径向作动器垂直于作动器组放置槽的底面设置。径向作动器根据安全壳试件的尺寸进行角度和数量调整。
[0009]进一步地，所述的径向作动器组的顶部及底部均设有垫板，所述的径向作动器组底部的垫板埋设于刚性反力基座中，所述的径向作动器组顶部的垫板与安全壳试件的底部固定连接。径向作动器与安全壳试件、刚性反力基座接触位置均预埋厚钢板作为传力垫板，达到避免应力集中以及实现均布加载的目的。
[0010]进一步地，所述的液压油加载机构包括高压油泵、设置在高压油泵上的同步分配阀以及设置在同步分配阀与径向作动器组之间的多个液压油管。径向作动器与高压油泵之间通过同步分配阀和液压油管连接，实现各径向作动器同步加载。
[0011]进一步地，所述的环向滑动支撑机构包括设置在作动器组放置槽侧壁上的组合板以及滑动设置在组合板中的试件钢套，所述的试件钢套与安全壳试件的端部固定连接。
[0012]进一步地，所述的组合板包括设置在作动器组放置槽侧壁上的底板以及设置在底板上并围合成矩形腔室的侧板，所述的侧板的外侧面与底板之间设有加劲板，所述的试件钢套的一端滑动设置在矩形腔室中。底板通过作动器组放置槽侧壁上的预埋连接螺栓固定设置在基座本体上，可根据安全壳试件的尺寸进行位置调整。
[0013]进一步地，所述的试件钢套的一端为钢套壳体部，另一端为滑动导向部，所述的钢套壳体部固定套设在安全壳试件的一端，所述的滑动导向部滑动设置在矩形腔室中。
[0014]进一步地，所述的钢套壳体部的内部设有呈阵列分布的多个铆钉，所述的铆钉嵌设在安全壳试件内。铆钉焊接在钢套壳体部内部。试件钢套与安全壳试件整体浇筑，并将预应力施加于试件钢套上。
[0015]进一步地，所述的滑动导向部上开设有多个导向孔，所述的矩形腔室内设有与导向孔相适配的销栓。销栓呈长方体结构。
[0016]优选地，所述的滑动导向部由多个T型件依次拼接而成，相邻两个T型件之间形成导向孔，所述的销栓穿过对应的导向孔，并且所述的销栓的两端均与侧板固定连接。销栓与环向滑动支撑机构表面打磨光滑，加载时允许安全壳试件自由滑动。
[0017]本专利技术采用模型试验的方式，用液压油加载机构及径向作动器组模拟安全壳发生事故时内部压力的增大，采用适当的边界条件使得安全壳在加载时应力均匀增加，这样不仅可以较为准确地得到安全壳的强度性能，还可以克服足尺试验的种种弊病，达到经济性和可持续发展的要求。
[0018]其中，径向作动器用于模拟失水事故下安全壳内部压力的增大，高压油泵与径向作动器组之间通过同步分配阀连接，实现同步加载。环向滑动支撑机构用于模拟安全壳内部压力增大时的边界条件。试验装置可拆卸，试验之前根据不同试件的尺寸进行试验装置的调整。
[0019]通过ABAQUS进行数值模拟，在加载过程中，安全壳的应力应变沿环向和径向基本均匀分布，表明试验的加载方式和边界条件可以较为准确的模拟实际情况；刚性反力基座、环向滑动支撑机构和滑动导向部以及销栓等构件均有较大的刚度和强度储备，能保障试验的顺利进行，不会在加载过程中产生较大变形或者破坏。因此，本专利技术可以达到对安全壳局部构件进行强度性能试验的目的。
[0020]与现有技术相比，本专利技术具有以下特点：
[0021]1)本专利技术提供了一种安全壳局部构件强度试验装置，具有装置简易、方便拆卸、便于组装、成本低廉、适用于不同尺寸安全壳试验等特点，可准确反映在事故下安全壳的荷载情况和边界条件，能实现对安全壳局部构件强度性能的研究的目的，符合经济性和可持续发展要求。
[0022]2)本专利技术通过径向作动器组及垫板提供均布的内表面压力，模拟发生事故时安全壳内部压力的增大；通过环向滑动支撑机构为试件提供环向的约束，放松径向的约束，可准确模拟安全壳的实际边界条件。
附图说明
[0023]图1为本专利技术的整体结构示意图；
[0024]图2为本专利技术中刚性反力基座的结构示意图；
[0025]图3为本专利技术中径向作动器组及液压油加载机构的结构示意图；
[0026]图4为本专利技术中环向滑动支撑机构的结构示意图；
[0027]图5为本专利技术中安全壳试件的结构示意图；
[0028]图6为图5中A
‑
A向剖视图；
[0029]图7为实施例中加载后试验装置的应力云图；
[0030]图8为实施例中施加预应力后安全壳试件的应力云图；
[0031]图9为实施例中加载后安全壳试件的应力云图；
[0032]图10为实施例中安全壳试件钢筋的应力云图；
[0033]图11为实施例中环向滑动支撑机构的应力云图；
[0034]图12为实施例中滑动导向部的应力云图；
[0035]图13为实施例中刚性反力基座的应力云图；
[0036]图14为实施例中刚性反力基座钢筋的应力云图；
[0037]图中标记说明：
[0038]1—作动器组放置槽、2—基座本体、3—纵筋、4—箍筋、5—预应力钢本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种安全壳局部构件强度试验装置，其特征在于，该装置包括刚性反力基座、径向作动器组、液压油加载机构及一对环向滑动支撑机构，所述的刚性反力基座上开设有作动器组放置槽(1)，所述的径向作动器组设置在作动器组放置槽(1)中，并与液压油加载机构相连通，所述的一对环向滑动支撑机构分别设置在作动器组放置槽(1)相对的两个侧壁上。2.根据权利要求1所述的一种安全壳局部构件强度试验装置，其特征在于，所述的刚性反力基座包括基座本体(2)以及分别设置在基座本体(2)内部的纵筋(3)、箍筋(4)、预应力钢筋(5)，所述的预应力钢筋(5)布设在基座本体(2)的下部，所述的纵筋(3)及箍筋(4)沿基座本体(2)的竖向截面进行全截面布设。3.根据权利要求1所述的一种安全壳局部构件强度试验装置，其特征在于，所述的径向作动器组包括多个布设在作动器组放置槽(1)中的径向作动器(6)，所述的径向作动器(6)垂直于作动器组放置槽(1)的底面设置。4.根据权利要求1所述的一种安全壳局部构件强度试验装置，其特征在于，所述的径向作动器组的顶部及底部均设有垫板(7)，所述的径向作动器组底部的垫板(7)埋设于刚性反力基座中，所述的径向作动器组顶部的垫板与安全壳试件(8)的底部固定连接。5.根据权利要求1所述的一种安全壳局部构件强度试验装置，其特征在于，所述的液压油加载机构包括高压油泵(9)、设置在高压油泵(9)上的同步分配阀(10)以及设置...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵斌，姜霖，高达兵，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：