用于强迫振动试验的燃料组件水下抗震系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了用于强迫振动试验的燃料组件水下抗震系统及方法，涉及核技术领域。包括：激振装置、密封装置以及采集和控制模块，该系统可以使激振装置在不同频率的振动下，始终提供定常力的输出。具有较高的密封性，至少保证0.5MPa的压力密封，能够方便有效地将外部的激振力传递至流道内部的燃料组件，同时还能精准地控制燃料组件受到的力，而且激振力的大小能够控制，测量得到的力直接就是输出力，无需考虑任何摩擦阻力等因素。此外激振装置不会影响到燃料组件的振动特性，同时该装置便于安装和拆卸。拆卸。拆卸。

【技术实现步骤摘要】
用于强迫振动试验的燃料组件水下抗震系统及方法


[0001]本专利技术涉及核
，尤其涉及用于强迫振动试验的燃料组件水下抗震系统及方法。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]燃料组件是反应堆堆芯的重要组成部分，燃料组件的抗震效果严重影响核电站的安全，当使用模态分析法分析水环境中燃料组件的强迫振动时，需要对燃料组件进行扫频激励和振动采集，测量不同频率下的模态振动。
[0004]专利技术人发现，现缺少一种可以实现水下定常力扫频的燃料组件强迫振动试验的设备，若实现燃料组件强迫振动试验，除了要选择合适的测量传感器外，还要保证不受水下环境的影响并准确控制激振力且不会使激振力影响到燃料组件的振动特性。现在常规的测量激振力的方式，都是将力传感器布置在密封边界的外侧，因此密封边界的滑动或者摩擦均会带来额外的阻力，该阻力会成为力传感器读数一部分，导致力的测量会出现误差，且无法消除该误差。现有技术的试验装备无法实现在水下环境进行强迫振动试验，或者由于环境原因及设备原因，如不能保证密封效果，不能准确控制激振力等，导致不能获得符合要求的实验结果，不能保证实验的精确程度。因此，如何解决力传感器在水下环境中在密封过程中产生的测量误差成为亟待解决的问题。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的是提供一种用于强迫振动试验的燃料组件水下抗震系统及方法，将力传感器放至密封边界的内侧，力的测量剔除了密封边界的阻力，测量得到的力更为精确。还可以在水环境中准确快速地将激振装置提供的激振力传至内部的燃料组件，而且激振力的大小能够控制。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术是通过如下的技术方案来实现：
[0007]本公开第一方面提供了一种用于强迫振动试验的燃料组件水下抗震系统，包括：激振装置、密封装置以及采集和控制模块；密封装置包括顶杆、密封仓和燃料组件卡箍；顶杆一端连接燃料组件卡箍，另一端连接激振装置；密封仓安装在顶杆两端之间的位置，密封仓内装有力传感器；采集和控制模块用于采集力传感器的信号，并对接收到的数据进行显示分析。
[0008]进一步的，顶杆由三部分组成，顶杆前段、顶杆中段以及顶杆末段。
[0009]更进一步的，顶杆前段与燃料组件卡箍进行螺纹连接，同时配有螺母，保证螺纹连接紧密；顶杆中段焊有凸起；顶杆末段与激振装置通过内螺纹接头进行连接。
[0010]更进一步的，顶杆中段凸起设置为宝塔头，通过凸起与密封仓连接。
[0011]更进一步的，顶杆末段设置有凸台，需要先将顶杆末段割断后，再将内螺纹接头穿
入套在顶杆上，最后从割断处将顶杆末段和顶杆中段焊接起来。
[0012]更进一步的，密封仓的一端设置与顶杆中段的凸起尺寸相适应的宝塔头。
[0013]进一步的，密封仓的底部设置为底座，底座四周有四个安装孔，底座中间设置有一圆形孔洞，用于穿过顶杆，底座的背面在孔洞的周围有一圈圆形凹槽，用于放置O型圈，确保密封仓的固定密封，密封仓内部有一个腔室，用于容纳力传感器。
[0014]进一步的，密封仓配套有法兰盲板，盲板中心开孔，位于密封仓下方，用于力传感器信号线缆引出。
[0015]进一步的，密封仓的宝塔头和顶杆的凸起连接后，外部套有钢丝软管，之后采用喉箍对其进一步固定。
[0016]本公开第二方面提供了一种用于强迫振动试验的燃料组件水下抗震方法，包括以下步骤：
[0017]采集力传感器对激振力测量得到的信号；
[0018]对单位时间内里的变化进行判断，并根据变化对信号的幅值进行调整计算；
[0019]将调整后的信号进行放大，反馈给激振装置，同时将振动波形进行显示和分析。
[0020]上述本专利技术的实施例的有益效果如下：
[0021]本专利技术公开了一种燃料组件强迫振动试验系统，密封装置用于水边界的密封，激振装置用于提供振动激励；力传感器用于监测在激振过程中力的变化；采集和控制模块用于数据的记录采集和振动频率和幅值信号的输出；工业PC与采集和控制模块相连，用于获取激振器力的变化，再根据动态力的变化发送控制信号至采集和控制模块；采集和控制模块将信号输出至激振器功率放大器。该系统可以使激振器在不同频率的振动下，始终提供定常力的输出。上述结构具有较高的密封性，至少保证0.5MPa的压力密封，能够方便有效地将外部的激振力传递至流道内部的燃料组件，
[0022]本专利技术将力传感器放至密封边界的内侧，能精准地控制燃料组件受到的力，而且激振力的大小能够控制，测量得到的力直接就是输出力，无需考虑任何摩擦阻力等因素。克服了传统力传感器放在压力边界的外侧，测量得到的力会附加上压力边界的阻力、摩擦力等其他因素，其值会与实际输出力的值不等的缺陷。此外激振装置不会影响到燃料组件的振动特性，同时该装置便于安装和拆卸。
[0023]本专利技术通过密封仓和法兰盲板实现了力传感器信号的向外传输，保障了装置的密封性和准确性，能够实现激振力的高效检测。通过顶杆连接燃料组件以及激振装置，能够实现激振力的较好传递，起到更好的振动效果，符合强迫振动试验的精度要求。
附图说明
[0024]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0025]图1为本专利技术实施例一中密封装置整体结构示意图；
[0026]图2
‑
1为本专利技术实施例一中顶杆的整体结构图；
[0027]图2
‑
2为本专利技术实施例一中顶杆结构剖视图；
[0028]图2
‑
3为本专利技术实施例一顶杆结构中凸台的正视图；
[0029]图2
‑
4为图2
‑
3中顶杆结构的A
‑
A截面剖视图；
[0030]图3为本专利技术实施例一中密封仓结构示意图；
[0031]图4为本专利技术实施例一中密封仓内部结构示意图；
[0032]图5为本专利技术实施例一中法兰盲板结构示意图；
[0033]图6为本专利技术实施例一中燃料组件卡箍的结构示意图；
[0034]图7为本专利技术实施例一中燃料组件强迫振动试验系统整体结构示意图。
[0035]其中，1.顶杆，2.内螺纹接头，3.钢丝软管，4.密封仓，5.燃料组件卡箍，6.激振装置，7.第一喉箍，8.第二喉箍，9.宝塔头，10.M10螺母，11.燃料组件卡箍螺母，12.顶杆前段，13.顶杆中段，14.顶杆末段，15.力传感器，16.凸台。
具体实施方式：
[0036]应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0037]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于强迫振动试验的燃料组件水下抗震系统，其特征在于，包括：激振装置、密封装置以及采集和控制模块；密封装置包括顶杆、密封仓和燃料组件卡箍；顶杆一端连接燃料组件卡箍，另一端连接激振装置；密封仓安装在顶杆两端之间的位置，密封仓内装有力传感器；采集和控制模块用于采集力传感器的信号，并对接收到的数据进行显示分析。2.如权利要求1所述的用于强迫振动试验的燃料组件水下抗震系统，其特征在于，顶杆由三部分组成，顶杆前段、顶杆中段以及顶杆末段。3.如权利要求1所述的用于强迫振动试验的燃料组件水下抗震系统，其特征在于，顶杆前段与燃料组件卡箍进行螺纹连接，同时配有螺母，保证螺纹连接紧密；顶杆中段焊有凸起；顶杆末段与激振装置通过内螺纹接头进行连接。4.如权利要求2所述的用于强迫振动试验的燃料组件水下抗震系统，其特征在于，顶杆中段凸起设置为宝塔头，通过凸起与密封仓连接。5.如权利要求2所述的用于强迫振动试验的燃料组件水下抗震系统，其特征在于，顶杆末段设置有凸台，需要先将顶杆末段割断后，再将内螺纹接头穿入套在顶杆上，最后从割断处将顶杆末段和顶杆中段焊接起来。6.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐培星，王春刚，徐国飞，李万总，张无垠，徐越远，徐时吟，孙靖雅，
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：