CN106653111B - 一种新型的用于高压环境下电加热模拟件的压力补偿结构 - Google Patents

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Abstract

本发明记载了一种新型的用于高压环境下电加热模拟件的压力补偿结构，包括电加热模拟件、压盖以及固定在电加热模拟件下端的压杆，压盖上端开设有凹槽A，压杆滑动设置在凹槽A中，压杆的下端与凹槽A之间形成压力腔，压盖底部开设有与压力腔相通的取压孔；还包括上法兰、下法兰以及与取压孔连接的压力补偿装置；所述电加热模拟件、压盖分别与上法兰、下法兰的中心通孔螺纹连接，上法兰与下法兰通过螺栓紧固在一起。在本发明中，压杆滑动设置在凹槽A中，压力腔容积可变，依靠压盖与压杆的相对滑动，可以抵消轴向的热膨胀量，解决了由于电加热模拟件自重与非平衡压差引起的附加载荷，增强了模拟件的安装可靠性。

Description

一种新型的用于高压环境下电加热模拟件的压力补偿结构
技术领域
本发明涉及一种压力补偿结构，尤其涉及一种新型的用于高压环境下电加热模拟件的压力补偿结构。
背景技术
为开展堆芯典型热工水力现象的机理性实验研究和工程性实验验证，之前需预开展堆外电加热模拟组件实验研究。电加热模拟组件包括电加热件和流道筒体。其中电加热件用电源释热模拟核裂变释热代表燃料棒束，流道筒体用于构建流道结构，同时作为压力边界营造热工实验环境。
为满足电气设计的要求，电加热模拟组件需从两端贯穿承压流道。电加热模拟件位于流道内高压环境的部分，会受到液体工质压强的压迫作用。由于模拟件沿轴向向上和向下的承力面积不同，在压强作用下会产生轴向非平衡力差。同时模拟件一般自重较大，也会在轴向方向上产生明显的作用力。非平衡力差与模拟件自重的综合作用会在模拟件与承压筒体的接触面积处产生附加压强，给承压筒体密封增加困难，也不利于模拟件的稳固。另外，加热模拟件在工作时也会出现热膨胀，产生扭曲变形。
发明内容
为解决加热模拟件在压强作用下容易产生轴向非平衡力差、安装不稳固、承压筒体密封困难等缺陷，本发明特提供一种新型的用于高压环境下电加热模拟件的压力补偿结构。
本发明的技术方案如下：
一种新型的用于高压环境下电加热模拟件的压力补偿结构，包括电加热模拟件、压盖以及固定在电加热模拟件下端的压杆，压盖上端开设有凹槽A，压杆滑动设置在凹槽A中，压杆的下端与凹槽A之间形成压力腔，压盖底部开设有与压力腔相通的取压孔；还包括上法兰、下法兰以及与取压孔连接的压力补偿装置；所述电加热模拟件、压盖分别与上法兰、下法兰的中心通孔螺纹连接，上法兰与下法兰通过螺栓紧固在一起。
进一步，所述压杆下端外壁上开设有密封槽，还包括设置在密封槽中的O型密封圈。
进一步，所述压杆上端开设有凹槽B，电加热模拟件下部与凹槽B通过螺纹连接。
进一步，所述压力补偿装置包括引压管以及压力补偿源，引压管一端与压力补偿源连接，另一端与取压孔螺纹连接。
本发明的有益技术效果如下：
1、压杆滑动设置在凹槽A中，压力腔容积可变，依靠压盖与压杆的相对滑动，可以抵消轴向的热膨胀量，解决了由于电加热模拟件自重与非平衡压差引起的附加载荷，增强了模拟件的安装可靠性。
2、压力腔与压力补偿装置相通相连，由于压力补偿装置的压力与流道承压筒体内压力接近，压力腔内液体压力也与流道承压筒体内压力接近，从而可为电加热模拟件提供压力补偿。
3、O型环密封的设置使得压杆与压盖间的密封适用于较宽的温度和压力范围，增强了压力补偿结构的适用范围。
4、电加热模拟件的下部与压杆上的凹槽B通过螺纹连接，使得电加热模拟件的压力载荷及轴向位移能够沿压杆传递到压盖上。
5、在不同实验工况中，由于承压筒体与实验回路的压力较为接近，使得压力补偿源具有协调性和灵活性。
6、压杆与电加热模拟件螺纹连接，电加热模拟件与压盖法兰连接，压盖与引压管螺纹连接，使得各零件之间使用和拆卸方便，增强了通用性。
附图说明
图1为一种新型的用于高压环境下电加热模拟件的压力补偿结构的结构示意图；
其中附图标记所对应的零部件名称如下：
1-电加热模拟件，2-压盖，3-压杆，4-凹槽A，5-压力腔，6-取压孔，7-上法兰，8-下法兰，9-压力补偿装置，10-O型密封圈，11-凹槽B，12-引压管，13-压力补偿源。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步详细地说明，但本发明的实施方式并不限于此。
实施例1
如图1所示，一种新型的用于高压环境下电加热模拟件的压力补偿结构，包括电加热模拟件1、压盖2以及固定在电加热模拟件1下端的压杆3，压盖2上端开设有凹槽A4，压杆3滑动设置在凹槽A4中，压杆3的下端与凹槽A4之间形成压力腔5，压盖2底部开设有与压力腔5相通的取压孔6；还包括上法兰7、下法兰8以及与取压孔6连接的压力补偿装置9；所述电加热模拟件1、压盖2分别与上法兰7、下法兰8的中心通孔螺纹连接，上法兰7与下法兰8通过螺栓紧固在一起。
电加热模拟件1在由常温升到工作温度时会出现热膨胀，为了使电加热模拟件1不产生扭曲变形而改变流道尺寸，需要使电加热模拟件1受热后有轴向伸缩空间。在本实施例中，压杆3滑动设置在凹槽A4中，压力腔5容积可变，依靠压盖2与压杆3的相对滑动，可以抵消轴向的热膨胀量，解决了由于电加热模拟件1自重与非平衡压差引起的附加载荷，降低了电加热模拟件1贯穿压力容器边界的密封要求，保持了流道形状，增强了模拟件的安装可靠性。
压杆3下端与凹槽A4形成压力腔5，压力腔5与压力补偿装置9相通相连。由于压力补偿装置9压力与流道承压筒体内压力接近，压力腔5内液体压力也与流道承压筒体内压力接近，从而可为电加热模拟件1提供压力补偿。
本发明可安装于堆外电加热模拟组件实验，具有较好的结构灵活性，其结构尺寸可依据实际现场状况进行调整，并可以推广用于承压筒体贯穿件的压力补偿。
实施例2
本实施例在实施例1的基础上，所述压杆3下端外壁上开设有密封槽，还包括设置在密封槽中的O型密封圈10。
本实施例中的压杆3与压盖2的材料均为高质量不锈钢，O型环密封的设置使得压杆3与压盖2间的密封适用于较宽的温度和压力范围，增强了压力补偿结构的适用范围。
实施例3
本实施例在实施例1或实施例2的基础上，所述压杆3上端开设有凹槽B11，电加热模拟件1下部与凹槽B11通过螺纹连接。
在本实施例中，压杆3是压力和形变传递件，电加热模拟件1的下部与压杆3上的凹槽B11通过螺纹连接，使得电加热模拟件1的压力载荷及轴向位移能够沿压杆3传递到压盖2。
实施例4
本实施例在实施例1或实施例2或实施例3的基础上，所述压力补偿装置9包括引压管12以及压力补偿源13，引压管12一端与压力补偿源13连接，另一端与取压孔6螺纹连接。
采用引压管12连接至压力补偿源13，将压力补偿源13取为实验自身，在不同实验工况中，由于承压筒体与实验回路的压力较为接近，使得压力补偿源具有协调性和灵活性。本实施例中的引压管内为静止水，在起到压力传递的同时，可以有效隔热。
本发明中，压杆3与电加热模拟件1螺纹连接，电加热模拟件1与压盖2法兰连接，压盖2与引压管12螺纹连接，使得各零件之间使用和拆卸方便，增强了通用性。
如上所述，可较好的实现本发明。

Claims (4)

1.一种新型的用于高压环境下电加热模拟件的压力补偿结构，其特征在于：
包括电加热模拟件(1)、压盖(2)以及固定在电加热模拟件(1)下端的压杆(3)，压盖(2)上端开设有凹槽A(4)，压杆(3)滑动设置在凹槽A(4)中，压杆(3)的下端与凹槽A(4)之间形成压力腔(5)，压盖(2)底部开设有与压力腔(5)相通的取压孔(6)；还包括上法兰(7)、下法兰(8)以及与取压孔(6)连接的压力补偿装置(9)；所述电加热模拟件(1)、压盖(2)分别与上法兰(7)、下法兰(8)的中心通孔螺纹连接，上法兰(7)与下法兰(8)通过螺栓紧固在一起。
2.根据权利要求1所述的一种新型的用于高压环境下电加热模拟件的压力补偿结构，其特征在于：
所述压杆(3)下端外壁上开设有密封槽，还包括设置在密封槽中的O型密封圈(10)。
3.根据权利要求1所述的一种新型的用于高压环境下电加热模拟件的压力补偿结构，其特征在于：
所述压杆(3)上端开设有凹槽B(11)，电加热模拟件(1)下部与凹槽B(11)通过螺纹连接。
4.根据权利要求1所述的一种新型的用于高压环境下电加热模拟件的压力补偿结构，其特征在于：
所述压力补偿装置(9)包括引压管(12)以及压力补偿源(13)，引压管(12)一端与压力补偿源(13)连接，另一端与取压孔(6)螺纹连接。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012156474A1 (fr) * 2011-05-18 2012-11-22 Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives Dispositif de chauffage electrique d'un liquide, son procede de realisation et application a la simulation electrique de crayons de combustible nucleaire
CN105225709A (zh) * 2015-08-26 2016-01-06 西南石油大学 自然循环及强迫循环回路系统的堆芯电加热元件设计方法
CN205354675U (zh) * 2015-12-18 2016-06-29 核动力运行研究所 一种主泵水力部件静压试验二、三级密封模拟装置

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