CN104048608A - 一种测量管道热位移的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种测量管道热位移的装置，包括与被测管道固定连接的光笔指针，光笔指针的光点投射方向与管道热位移的方向垂直，在光笔指针的光点投射位置设置坐标纸。本发明所提供的测量装置不包含传感器等精密电子元件，设计简单，制造费用低，便于安装与使用，其测量精度(1mm)能够满足CEFR的热位移测量要求。该测量装置使用寿命长，只要在运行过程中注意对装置加以保护，可以长期重复使用。
Description
技术领域
本发明涉及一种位移测量装置，具体为一种测量管道热位移的装置。
背景技术
中国实验快堆(CEFR)以钠作为冷却剂，其主热传输系统管道温度高达515℃，远高于压水堆核电站的主管道温度。CEFR在调试和运行过程中的一项重要工作是确保主热传输系统管道的安全可靠，以避免产生丧失工作能力的失效问题所造成的严重经济损失和灾难性后果。
CEFR系统管道的工作温度高、热位移量大。热位移对管道支吊架配置、管道应力的影响关系到管道安全问题。管道系统在实际运行过程中，由于各种复杂因素的影响，如管道及支吊架安装存在问题、支吊架失去承载能力或者不能正常工作，导致系统工作状态可能会偏离设计状态，对管道强度会造成严重的损伤以及引起应力复杂变化。通过热位移测量，将测量值与设计理论值进行比较，能够及时有效地发现系统管道及支吊架可能存在的问题，如支吊架安装与设计不符，支吊架卡死或脱载、阻尼器预留行程不符合要求等异常现象，通过及时处理及维修，将影响系统管道安全运行的隐患消灭在萌芽状态，提高CEFR的安全性和经济性。因此，对主热传输系统管道在调试、初始启动和运行期间进行热位移测量是一项重要的工作。
目前有许多位移测量方法，如电容式、辐射式、光栅式，应变片传感器式，一般都由采集、转换处理和输出几部分组成测量系统。这些方法都已相当成熟，但主要用于测量设备或重要部件的小位移，虽然精度高，但造价高、安装困难、量程有限、对工作环境要求高。
另外工程上还常用一种简易标识测量法，就是在要测量的管道测点处作一简单标识，在旁边择一固定物上的某点又作一简单标识，测量时，用尺子量得两个标识之间的距离，就得到管道某点的热位移。该方法的优点是简便、易行，缺点是误差较大。
发明内容
本发明的目的是针对CEFR管道热位移大、工艺间温度较高、测量精度要求不高(mm级)等特点，提供一种结构简单、操作方便、造价低、量程大的管道热位移测量装置。
本发明的技术方案如下：一种测量管道热位移的装置，包括与被测管道固定连接的光笔指针，光笔指针的光点投射方向与管道热位移的方向垂直，在光笔指针的光点投射位置设置坐标纸。
进一步，如上所述的测量管道热位移的装置，其中，所述的被测管道上设有管夹，管夹连接管夹支撑臂，在管夹支撑臂的另一端设有光笔夹，所述的光笔指针安装在光笔夹上。
进一步，如上所述的测量管道热位移的装置，其中，所述的坐标纸粘贴在工程土建平面结构上。
本发明的有益效果如下：本发明所提供的测量装置不包含传感器等精密电子元件，设计简单，制造费用低，便于安装与使用，虽然其测量精度(1mm)没有传感器装置高，但能够满足CEFR的热位移测量要求。本测量装置的数据采集通过在坐标纸上描点能够实时得到位移量，并能够直观的体现位移随温度的变化。本测量装置不受量程的限制，根据计算所得的测点理论位移量确定坐标纸的尺寸，能够测得CEFR中系统管道任意值的位移量。本测量装置对工作环境温度没有过高要求，工作环境对其测量精度不会产生过大影响，适用于CEFR工艺间高温的环境，对测量结果的影响可以接受。本测量装置使用寿命长，只要在运行过程中注意对装置加以保护，可以长期重复使用。
附图说明
图1为本发明测量管道热位移装置的结构示意图；
图2为图1的俯视图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
本发明所提供的管道热位移测量装置是针对CEFR主热传输系统管道热位移大的特点，设计的一种结构简单、便于安装与操作、制造成本低、适用范围广、使用寿命长并没有量程限制的热位移测量装置。如图1、图2所示，管道热位移测量装置主要由上、下管夹2、3、光笔指针4和坐标纸6组成。上、下管夹2、3固定在管道1上，要求上、下管夹2、3相对于管道1固定，保证工作条件下不能发生滑动和转动；光笔指针4通过光笔夹5安装在管夹支撑臂7的另一端，保证工作条件下相对于管夹支撑臂7不能发生滑动和转动，光笔指针4的光点投射方向与管道热位移的方向垂直；坐标纸6粘帖在如地面或墙壁等固定的工程土建平面结构上。光笔指针4可采用常规的激光笔，坐标纸6采用二维网格线坐标纸即可。测量时管道产生热位移带动管夹移动，光笔指针发出的光点落在坐标纸上的位置发生移动，人工记录设定温度下的光点位置从而得到管道热位移。
本发明所提供的位移测量装置已在CEFR调试阶段得到应用，得到了很好的实际工程验证，测量过程中发现了管系的一些问题：现场支吊架安装与设计不符，如支吊架形式安装错误；锚固约束的管夹松动，没有起到固定效果；阻尼器预留行程不符合要求等。对发现的问题进行处理后，测得的位移值与理论值吻合比较好，能够满足试验要求。该测量装置经实际测量检验，可以准确地测得管道的热位移量。
以CEFR一、二回路钠充排系统管道热位移测量为例进行说明。系统功能是接收钠厂生产的核级钠，将接收来的核级钠贮存到钠罐中，并将钠罐中的钠分配到CEFR主容器、二回路主冷却系统等系统中。在一、二回路钠充排系统电加热试验阶段对管道进行了热位移的测量工作，参考系统管道应力分析报告，确定管道热位移的测点，共布置测点16个，其中一回路钠充排系统布置6个测点、二回路钠充排系统布置10个测点。二回路钠充排系统所有测点的测量值均可接受，一回路钠充排系统的一个测点测量值与理论值偏差较大，表1给出了一回路钠充排系统6个测点在150℃和250℃时的测量值与理论值。
对表1中的第5号测点处的支吊架进行检查，发现原设计图中该处应为托架，理论计算中该处应有X、Y两个方向的热位移，实际安装过程中将该处设置成导向架，限制了X方向的热位移，因此实测值和理论值相比存在较大偏差。根据检查的结果，对该处支吊架进行了改装，将导向架改成了托架。
表1
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (3)
1.一种测量管道热位移的装置，其特征在于：包括与被测管道(1)固定连接的光笔指针(4)，光笔指针(4)的光点投射方向与管道(1)热位移的方向垂直，在光笔指针(4)的光点投射位置设置坐标纸(6)。
2.如权利要求1所述的测量管道热位移的装置，其特征在于：所述的被测管道(1)上设有管夹(2、3)，管夹(2、3)连接管夹支撑臂(7)，在管夹支撑臂(7)的另一端设有光笔夹(5)，所述的光笔指针(4)安装在光笔夹(5)上。
3.如权利要求1或2所述的测量管道热位移的装置，其特征在于：所述的坐标纸(6)粘贴在工程土建平面结构上。
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