核燃料包壳管轴向内压组合加载的双轴疲劳性能测试系统技术方案

本发明专利技术公开一种核燃料包壳管轴向内压组合加载的双轴疲劳性能测试系统，包括介质箱：用于存储试验介质；高温试验炉：其内安装有夹持夹具和测量模块；所述夹持夹具用于将待试验的包壳管夹持固定，测量模块用于测量包壳管的外径变化值；抽液模块：与介质箱和内增压模块连接，用于将介质箱内的试验介质抽取至内增压模块；内增压模块：与待试验的包壳管连接；增压动力模块：与内增压模块和外拉压模块连接。本发明专利技术解决了包壳管内压疲劳和外拉压疲劳同步试验的模拟工况，获得了同步试验的实时研究数据，完全实现了核电材料包壳管的疲劳强度试验，进而可以优化包壳管的设计、生成等环节，以提高核电应用的安全使用性。提高核电应用的安全使用性。提高核电应用的安全使用性。

【技术实现步骤摘要】
核燃料包壳管轴向内压组合加载的双轴疲劳性能测试系统


[0001]本专利技术涉及包壳管的内外压疲劳测试
，尤其涉及一种核燃料包壳管轴向内压组合加载的双轴疲劳性能测试系统。

技术介绍

[0002]目前，国内的核燃料棒包壳管的疲劳研究仅仅采用单一形式的内压疲劳试验，进而仅能了解到单一疲劳工况下的材料特性能力，随着核电技术的革新应用需求，对包壳管的疲劳特性研究条件越来越苛刻，其实际工况环境下内压疲劳和外拉压疲劳同时存在，因此，也需要对包壳管进行外拉压疲劳测试，此外，核燃料棒包壳管的疲劳研究都是置于高温真空环境(1000℃)下试验，由于试验包壳管的研究条件决定了其长度的限制，所以包壳管的连接夹具必须置于高温真空环境内做长期测试，而目前采用的连接夹具大多由橡胶材质制成，且密封效果差，不能适应于长期高温试验，易容易导致试验失效。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种核燃料包壳管轴向内压组合加载的双轴疲劳性能测试系统，以解决上述问题。
[0004]为实现上述目的，采用以下技术方案：
[0005]一种核燃料包壳管轴向内压组合加载的双轴疲劳性能测试系统，包括介质箱：用于存储试验介质；高温试验炉：其内安装有夹持夹具和测量模块；所述夹持夹具用于将待试验的包壳管夹持固定，测量模块用于测量包壳管的外径变化值；抽液模块：与介质箱和内增压模块连接，用于将介质箱内的试验介质抽取至内增压模块；内增压模块：与待试验的包壳管连接，用于将抽液模块抽取至其内的试验介质增压后，输出至包壳管内；增压动力模块：与内增压模块和外拉压模块连接，用于为内增压模块和外拉压模块提供动力；外拉压模块：与夹持夹具连接，用于经夹持夹具对待试验的包壳管进行往复拉压。
[0006]进一步地，所述增压动力模块包括用于存储液压油的储油箱，以及依次与储油箱连接的第一齿轮泵、第一单向阀和高压过滤器；所述高压过滤器与第一单向阀之间还连接有第一压力表、单向节流阀和蓄能器。
[0007]进一步地，所述内增压模块包括第一伺服换向阀、第一增压缸、回流水冷却器；所述第一伺服换向阀的第一入口与高压过滤器连接，第一伺服换向阀的第一出口和第二出口与第一增压缸的输入端连接，且第一伺服换向阀的第三出口还经回流水冷却器与储油箱连接；所述第一增压缸的输出端分别与抽液模块和包壳管连接，且第一增压缸的输出端与包壳管之间还连接有第一压力传感器。
[0008]进一步地，所述抽液模块包括依次连接于介质箱与第一增压缸的输出端之间的手动球阀、Y型过滤器、灌液泵和第二单向阀；所述介质箱与包壳管之间还连接有真空泵和第一气控针阀。
[0009]进一步地，所述外拉压模块包括第二伺服换向阀、第二增压缸；所述第二伺服换向
阀的第一入口与高压过滤器连接，第二伺服换向阀的第一出口和第二出口与第二增压缸的输入端连接，且第二伺服换向阀的第三出口还经回流水冷却器与储油箱连接；所述第二增压缸的输出端与夹持夹具的一端驱动连接。
[0010]进一步地，所述夹持夹具包括两夹紧机构；每一夹紧机构均包括一安装壳体；每一安装壳体的一端还均开设一连接孔，包壳管的两端分别插设于一连接孔内；其中一所述安装壳体的内部沿其轴向还开设一与连接孔连通的通液流道，且该安装壳体的外壁还设有与通液流道连通的通液接口；每一连接孔内还均安装一套设于包壳管外壁的密封件；每一安装壳体设有连接孔的一端还固定连接一连接环，且每一连接环内还均安装一套设于包壳管外壁的压紧组件，压紧组件用于将密封件压紧限位于连接孔内。
[0011]进一步地，所述密封件包括依次布置于连接孔内的第一密封卡套、第二密封卡套，包壳管的一端依次穿过第一密封卡套、第二密封卡套布置；所述第二密封卡套上还开设有若干第一螺丝孔，第一螺丝孔用于安装螺丝以将第一密封卡套、第二密封卡套锁紧限位于连接孔内；所述第二密封卡套的一侧还设有限位凸台，且限位凸台插设于第一密封卡套内；所述限位凸台的外壁还套设有C型密封圈；所述第一密封卡套与连接孔底部接触的侧壁还嵌套有O型密封圈。
[0012]进一步地，所述连接环一侧还设有贯通至其另一侧的限位孔；所述压紧组件包括锁紧套，锁紧套呈圆锥形构造，且锁紧套的尖锐的一端插设于限位孔内，锁紧套的另一端插设于连接孔内并与第二密封卡套抵接；所述锁紧套的一端还开设一贯通至其另一端的锁紧孔，包壳管的一端穿过锁紧孔布置。
[0013]进一步地，所述锁紧孔的内壁还设有若干用于增大摩擦力的锁紧凸起块。
[0014]进一步地，所述包壳管内部两端还分别布置一芯轴。
[0015]采用上述方案，本专利技术的有益效果是：
[0016]1)解决了包壳管内压疲劳和外拉压疲劳同步试验的模拟工况，获得了同步试验的实时研究数据，完全实现了核电材料包壳管的疲劳强度试验，进而可以优化包壳管的设计、生成等等环节，以提高核电应用的安全使用性；
[0017]2)该夹持夹具采用GH4169高温合金材质制成，耐高温性能强，且具有良好的抗疲劳、抗辐射、抗氧化、耐腐蚀性能，可长期置于高温真空环境下使用，使用方便；
[0018]3)通过第一密封卡套和第二密封卡套，可对包壳管与通液流道的连接处进行密封，可降低气体泄漏率，密封效果好；
[0019]4)采用了分体的设计，将轴向拉压力施加点着力于包壳管的外壁上，即连接环内的压紧组件与包壳管外壁接触的区域，而与密封件没有任何关系，密封件仅是为了实现包壳管内压的密封，采取这样的分体设计，可有利于试验动态拉压过程中，不会导致密封件松脱、掉落，进而保证试验的稳定性；
[0020]5)在包壳管内部两端还添加有一定壁厚的芯轴，芯轴的存在有效保障了施加于包壳管上力的均匀性，不会造成包壳管的塌陷等现象出现，进而提高试验的成功率。
附图说明
[0021]图1为本专利技术的结构示意图；
[0022]图2为本专利技术的夹持夹具的立体图；
[0023]图3为图2省却安装壳体的立体图；
[0024]图4为本专利技术的连接环、密封件、锁紧套的爆炸图；
[0025]图5为本专利技术的夹持夹具的剖面图；
[0026]图6为图5的A处局部放大示意图；
[0027]其中，附图标识说明：
[0028]1—介质箱；2—高温试验炉；3—夹持夹具；4—测量模块；5—抽液模块；6—内增压模块；7—增压动力模块；8—外拉压模块；31—安装壳体；32—密封件；33—连接环；34—锁紧套；35—芯轴；51—手动球阀；52—Y型过滤器；53—灌液泵；54—第二单向阀；55—真空泵；56—第一气控针阀；61—第一伺服换向阀；62—第一增压缸；63—回流水冷却器；64—位移传感器；65—第一压力传感器；71—储油箱；72—第一齿轮泵；73—第一单向阀；74—高压过滤器；75—第一压力表；76—单向节流阀；77—蓄能器；78—电磁溢流阀；81—第二伺服换向阀；82—第二增压缸；311—固定孔；312—安装环；313—通液流道；314—通液接口；321—第一密封卡套；322—第二密封卡套；323—限本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种核燃料包壳管轴向内压组合加载的双轴疲劳性能测试系统，其特征在于，包括：介质箱：用于存储试验介质；高温试验炉：其内安装有夹持夹具和测量模块；所述夹持夹具用于将待试验的包壳管夹持固定，测量模块用于测量包壳管的外径变化值；抽液模块：与介质箱和内增压模块连接，用于将介质箱内的试验介质抽取至内增压模块；内增压模块：与待试验的包壳管连接，用于将抽液模块抽取至其内的试验介质增压后，输出至包壳管内；增压动力模块：与内增压模块和外拉压模块连接，用于为内增压模块和外拉压模块提供动力；外拉压模块：与夹持夹具连接，用于经夹持夹具对待试验的包壳管进行往复拉压。2.根据权利要求1所述的核燃料包壳管轴向内压组合加载的双轴疲劳性能测试系统，其特征在于，所述增压动力模块包括用于存储液压油的储油箱，以及依次与储油箱连接的第一齿轮泵、第一单向阀和高压过滤器；所述高压过滤器与第一单向阀之间还连接有第一压力表、单向节流阀和蓄能器。3.根据权利要求2所述的核燃料包壳管轴向内压组合加载的双轴疲劳性能测试系统，其特征在于，所述内增压模块包括第一伺服换向阀、第一增压缸、回流水冷却器；所述第一伺服换向阀的第一入口与高压过滤器连接，第一伺服换向阀的第一出口和第二出口与第一增压缸的输入端连接，且第一伺服换向阀的第三出口还经回流水冷却器与储油箱连接；所述第一增压缸的输出端分别与抽液模块和包壳管连接，且第一增压缸的输出端与包壳管之间还连接有第一压力传感器。4.根据权利要求3所述的核燃料包壳管轴向内压组合加载的双轴疲劳性能测试系统，其特征在于，所述抽液模块包括依次连接于介质箱与第一增压缸的输出端之间的手动球阀、Y型过滤器、灌液泵和第二单向阀；所述介质箱与包壳管之间还连接有真空泵和第一气控针阀。5.根据权利要求3所述的核燃料包壳管轴向内压组合加载的双轴疲劳性能测试系统，其特征在于，所述外拉压模块包括第二伺服换向阀、第二增压缸；所述第二伺服换向阀的第一入口与高压过滤器连接，第二伺服换向阀的第一出口和第二出口与第二增压缸的输入端连接，且第二伺服换向阀...

【专利技术属性】
技术研发人员：张华锋，冯宗悦，郑罡，徐博，孔淑妍，汪峰，陈冉，肖嘉，涂睿，封丽华，岳栋，
申请(专利权)人：深圳市万斯得自动化设备有限公司，
类型：发明
国别省市：