CN108507762B - 一种核电厂爆破阀爆破组件性能测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种核电厂爆破阀爆破组件性能测试装置，包括多个由内置外依次可拆卸套装的密闭筒、覆盖在多个密闭筒上端的密闭筒压盖、覆盖在密闭筒压盖上端的爆破组件压盖、以及数据采集盒，每个密闭筒中都设有开口朝上、且被密闭筒压盖封堵的容腔，爆破组件压盖和密闭筒压盖的相接处开设有用于容置待测试的爆破组件的置物腔，密闭筒压盖中开设有气孔，置物腔通过气孔与最内侧密闭筒的容腔相连通；还包括多个分别与各密闭筒的容腔相配合、且通过可断连接块连接于各密闭筒的活塞，每个密闭筒在容腔的下端都固设有位于活塞正下方的测力传感器，测力传感器与数据采集盒相连接。本申请有效节省存放场地，适用于多种尺寸规格的爆破阀爆破组件的性能测试。

Description

一种核电厂爆破阀爆破组件性能测试装置

技术领域

本发明涉及爆破装置性能试验领域，特别是涉及一种核电厂爆破阀爆破组件性能测试装置。

背景技术

根据AP1000/CAP1400核电厂爆破阀失效模式分析、设计规格书以及在役检查试验推荐文件的要求，爆破阀在每次换料大修期间需要起爆并更换爆破阀的爆破组件，确保爆破阀的可靠性，爆破阀爆破组件性能测试装置用以实现该试验，并获得一些列测试数据。

目前，爆破阀爆破组件性能测试装置有以下两种测试方法：方法一、采用测量装置腔内峰值压力、以及到达压力下限的时间来判定爆破组件的性能是否达标，此类测试装置测量的数据为腔内压力，故其无法直观判断爆破组件的性能，且用于获取腔内压力数值的压力传感器的使用寿命较短，测量多次后需要更换压力传感器，成本较高；方法二、在测试装置上设置不同厚度的铜片或钢片，驱动爆破组件爆炸后所产生的高压气体，通过观察该铜片或钢片是否被高压气体所冲破来判断爆破组件的性能，该方法虽然能够直观地判断爆破组件的性能，但其需要通过精确计算所需铜片或钢片的厚度，且其无法得到爆破组件更加详细的性能数据。

同时，同一电厂无论是AP1000核电厂或CAP1400核电厂均有2种尺寸规格的爆破阀在役，而现行测试装置只能针对一个尺寸的爆破阀进行测试，故需要同时准备2套以上的测试装置，给设备存放带来一定困难。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种核电厂爆破阀爆破组件性能测试装置，其适用于多种尺寸规格的爆破阀的爆破组件，并可有效地评估爆破组件的性能。

为实现上述目的，本发明提供一种核电厂爆破阀爆破组件性能测试装置，包括多个由内置外依次可拆卸套装的密闭筒、覆盖在多个密闭筒上端的密闭筒压盖、覆盖在密闭筒压盖上端的爆破组件压盖、以及数据采集盒，每个密闭筒中都设有开口朝上、且被密闭筒压盖封堵的容腔，所述爆破组件压盖和密闭筒压盖的相接处开设有用于容置待测试的爆破组件的置物腔，所述密闭筒压盖中还开设有气孔，所述置物腔通过气孔与最内侧密闭筒的容腔相连通；还包括多个分别与各密闭筒的容腔相配合、且通过可断连接块连接于各密闭筒的活塞，每个密闭筒在容腔的下端都固设有位于活塞正下方的测力传感器，所述测力传感器与数据采集盒相连接。

优选地，每个活塞的下端面上固设有加速度传感器，所述加速度传感器与数据采集盒相连接。

进一步地，所述活塞的外周面上开设有水平延伸的固定槽，所述密闭筒的内周面上设有第一台阶部，所述可断连接块的一端镶嵌在活塞的固定槽中，可断连接块的另一端搁置于密闭筒的第一台阶部上。

优选地，内外相邻的两个密闭筒中，位于内侧的密闭筒上端的外周设有向外水平延伸的凸缘，位于外侧的密闭筒上端的内周设有第二台阶部，内侧密闭筒的凸缘搁置于外侧密闭筒的第二台阶部上。

进一步地，每个密闭筒都包括筒体和底盖，所述容腔上下贯通筒体，所述底盖固定于筒体的下端、并封堵容腔的下端，所述测力传感器固定在底盖的上端面上。

优选地，所述测力传感器与底盖通过顶紧螺栓可拆卸连接。

优选地，内侧密闭筒的筒体与外侧密闭筒的筒体通过螺栓可拆卸连接。

进一步地，还包括至少一个爆破组件固定套筒，所述置物腔包括开设在爆破组件压盖下端的上腔体部、以及开设在密闭筒压盖上端的下腔体部，所述爆破组件固定套筒置于密闭筒压盖的下腔体部中、与下腔体部相配合。

优选地，所述密闭筒压盖与最外侧密闭筒、密闭筒压盖与爆破组件压盖都通过螺栓可拆卸连接。

进一步地，还包括具有数据分析模块的服务器，所述数据采集盒与服务器相连接。

优选地，还包括用于起爆爆破组件的爆破组件起爆信号输入装置。

如上所述，本发明涉及的核电厂爆破阀爆破组件性能测试装置，具有以下有益效果：

本申请中，每一个密闭筒和与之对应的活塞适用于一种尺寸规格的爆破阀爆破组件的性能测试，故将多个密闭筒依次套装、集成在一起后，有效节省存放场地，便于管理和运输；另外，将核电厂爆破阀爆破组件性能测试装置组装好、整体运输至测试现场后，工作人员根据现场爆破阀爆破组件的具体尺寸规格选择合适的密闭筒和活塞，即可进行相关测试以及数据采集，故本申请适用于多种尺寸规格的爆破阀爆破组件的性能测试，免去针对不同种尺寸规格的爆破阀爆破组件需设计不同尺寸的性能测试装置，有效降低成本。

附图说明

图1为本申请中核电厂爆破阀爆破组件性能测试装置第一实施例的结构示意图。

图2为图1的A圈放大图。

图3为本申请中核电厂爆破阀爆破组件性能测试装置第二实施例的结构示意图。

图4为图3的B圈放大图。

元件标号说明

1 爆破组件

2 密闭筒

21 容腔

22 第一台阶部

23 凸缘

24 第二台阶部

25 筒体

26 底盖

27 第一密闭筒

28 第二密闭筒

3 密闭筒压盖

31 气孔

32 下腔体部

4 爆破组件压盖

41 上腔体部

5 数据采集盒

6 可断连接块

7 活塞

71 固定槽

72 第一活塞

73 第二活塞

8 测力传感器

9 加速度传感器

10 爆破组件固定套筒

11 服务器

12 爆破组件起爆信号输入装置

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

须知，本说明书附图所绘的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图1或图3所示，本申请提供一种核电厂爆破阀爆破组件性能测试装置，包括多个由内置外依次可拆卸套装的密闭筒2、覆盖在多个密闭筒2上端的密闭筒压盖3、覆盖在密闭筒压盖3上端的爆破组件压盖4、以及数据采集盒5，每个密闭筒2中都设有开口朝上的容腔21。密闭筒2数量由待测试的爆破阀爆破组件1的尺寸规格的种类决定，将密闭筒2数量定义为N个，则N个密闭筒2的外径逐渐递增，最内侧密闭筒2的外径最小、为第一个密闭筒2，第一个密闭筒2套在第二个密闭筒2的容腔21中，第二个密闭筒2套在第三个密闭筒2的容腔21中，即第N-1个密闭筒2套在第N个密闭筒2的容腔21中，第N-1个密闭筒2与第N个密闭筒2为可拆卸连接，直至所有的密闭筒2套装好，从而实现多个密闭筒2由内置外依次可拆卸套装。多个密闭筒2在套装状态下，多个密闭筒2的容腔21都被密闭筒压盖3封堵，故密闭筒压盖3的外径必定大于最外侧密闭筒2中容腔21的内径。所述爆破组件压盖4和密闭筒压盖3的相接处开设有用于容置待测试的爆破组件1的置物腔，所述密闭筒压盖3中还开设有上下延伸的气孔31，气孔31的上端延伸至置物腔，气孔31的下端延伸至最内侧密闭筒2的容腔21，故置物腔通过气孔31与最内侧密闭筒2的容腔21相连通，因此，多个密闭筒2的容腔21都能够通过气孔31与置物腔相连通。进一步地，核电厂爆破阀爆破组件性能测试装置还包括多个分别与各密闭筒2的容腔21相配合、且通过可断连接块6连接于各密闭筒2的活塞7，活塞7的上端面与密闭筒2的上端面齐平，每个密闭筒2在容腔21的下端都固设有位于活塞7正下方的测力传感器8，所述测力传感器8与数据采集盒5相连接。

在测试之前，先将上述核电厂爆破阀爆破组件性能测试装置运输至测试现场，由于多个密闭筒2为依次套装的结构，故有利于节省存放场地、管理和运输。在测试现场，工作人员根据待测试的爆破阀爆破组件1的尺寸规格选择合适的密闭筒2和对应的活塞7，或者说，密闭筒2中容腔21的孔径和活塞7的外径、与待测试的爆破阀爆破组件1的尺寸规格一一对应；设定所选中的密闭筒2为N个密闭筒2中的第M个，则将第M个密闭筒2内侧的所有密闭筒2全部从该第M个密闭筒2的容腔21中拆离出，再通过可断连接块6将第M个密闭筒2与该第M个密闭筒2的容腔21相配合的活塞7相连接。之后，依次安装密闭筒压盖3、放入待测试的爆破阀的爆破组件1、以及安装爆破组件压盖4；所述爆破组件1为测试对象，其由炸药痛和起爆驱动装置组成，所述起爆驱动装置通过信号传输线缆与爆破组件起爆信号输入装置12相连接，该爆破组件起爆信号输入装置12可直接采用核电厂爆破阀起爆信号输入装置。最后，启动爆破组件起爆信号输入装置12、输出爆破组件起爆信号，则爆破组件起爆信号由信号传输线缆传输给爆破组件1的起爆驱动装置，起爆爆破组件1。爆破组件1爆破，其瞬间产生的爆炸气流通过密闭筒压盖3上的气孔31将力作用到活塞7上，致使活塞7冲断可断连接块6的限制后直接撞击至第M个密闭筒2的容腔21下端的测力传感器8上。测力传感器8将测得的数据传输给数据采集盒5，工作人员根据所测得的力学数据可直观地判断爆破组件1是否合格：若测得的力学数据高于爆破组件1技术规格书中所要求的数据，则爆破组件1判断为合格，否则判断为不合格。

由于本申请涉及的核电厂爆破阀爆破组件性能测试装置包含有多个不同尺寸规格的密闭筒2和活塞7，每个密闭筒2的容腔21尺寸也不相同，从而使得本申请适用于多种尺寸规格的爆破阀爆破组件1的性能测试，免去针对不同种尺寸规格的爆破阀爆破组件1需设计不同尺寸的性能测试装置，有效降低成本。优选地，所述密闭筒压盖3与最外侧密闭筒2、密闭筒压盖3与爆破组件压盖4都通过螺栓可拆卸连接。

进一步地，如图1或图3所示，每个活塞7的下端面上固设有加速度传感器9，所述加速度传感器9与数据采集盒5相连接，加速度传感器9用于获取爆破组件1爆破后活塞7向下运动的加速度数据，也即反应活塞7的运动状况，从而侧面反映爆破组件1的性能，提供爆破组件1性能测试的准确性。另外，所述测力传感器8与数据采集盒5、加速度传感器9与数据采集盒5都通过数据传输线缆相连接。

优选地，所述核电厂爆破阀爆破组件性能测试装置还包括具有数据分析模块的服务器11，数据采集盒5与服务器11相连接；其中，数据采集盒5由多通道高频采集板卡、存储器等组成，用于接收并存储测力传感器8和加速度传感器9所采集的原始数据，并将原始数据转化为数字信号输出给服务器11；服务器11具有数据获取模块和数据分析模块，部分模块由电脑和软件构成，用于对获取的力学数据和加速度数据进行分析并输出分析结果，利于工作人员直观地判断活塞7作用在测力传感器8上的力、活塞7的运动状况是否达标，进而对待测试的爆破组件1的性能做出有效评估。

进一步地，所述密闭筒2和与该密闭筒2相配合的活塞7之间的连接结构为：如图1和图2、或图3和图4所示，可断连接块6有多个、都水平延伸，活塞7的外周面上开设有多个水平延伸的固定槽71，固定槽71的数量与可断连接块6的数量相等，密闭筒2的内周面上设有一圈第一台阶部22，可断连接块6的一端镶嵌在活塞7的固定槽71中，可断连接块6的另一端搁置于密闭筒2的第一台阶部22上，从而利于爆破组件1在起爆的瞬间可断连接块6被冲断，解除对活塞7的限制。多个密闭筒2由内置外依次可拆卸套装的连接结构为：如图1和图2所示，内外相邻的两个密闭筒2中，位于内侧的密闭筒2上端的外周设有向外水平延伸的凸缘23，位于外侧的密闭筒2上端的内周设有第二台阶部24，内侧密闭筒2的凸缘23搁置于外侧密闭筒2的第二台阶部24上，内侧密闭筒2的筒体25与外侧密闭筒2的筒体25通过螺栓可拆卸连接，故最内侧的密闭筒2的内周只有第一台阶部22、无第二台阶部24；除最内侧的密闭筒2外，其余密闭筒2的内周都设有第一台阶部22和第二台阶部24，且第一台阶部22位于第二台阶部24上方的外端侧，第一台阶部22上方的空间和第二台阶部24上方的空间均与该密闭筒2的容腔21相连通。

进一步地，如图1或图3所示，每个密闭筒2都包括成圆柱状的筒体25和呈圆盘状的底盖26，所述容腔21上下贯通筒体25，所述底盖26固定于筒体25的下端、并封堵容腔21的下端，所述测力传感器8固定在底盖26的上端面上。优选地，所述测力传感器8与底盖26通过顶紧螺栓可拆卸连接，顶紧螺栓自上而下旋入，从而将测力传感器8压紧在底盖26的上端面上。

进一步地，所述置物腔包括开设在爆破组件压盖4下端的上腔体部41、以及开设在密闭筒压盖3上端的下腔体部32，上腔体部41上下贯穿爆破组件压盖4；为了使密闭筒压盖3中的下腔体部32中能够放入多种尺寸规格的爆破组件1，如图1所示，核电厂爆破阀爆破组件性能测试装置还包括至少一个爆破组件固定套筒10，所述爆破组件固定套筒10置于密闭筒压盖3的下腔体部32中、与下腔体部32相配合，多个爆破组件固定套筒10的内径与待测试的爆破组件1的外径相适配，下腔体部32的直径与最大尺寸结构的爆破组件1的外径相适配。

实施例：有两种不同尺寸规格的待测试爆破阀爆破组件1，则本申请涉及的核电厂爆破阀爆破组件性能测试装置中具有两个密闭筒2，分别为位于内侧的第一密闭筒27和位于外侧的第二密闭筒28，第一密闭筒27套装在第二密闭筒28的容腔21中；同时，核电厂爆破阀爆破组件性能测试装置还具有两个活塞7，分别为与第一密闭筒27的容腔21相配合的第一活塞72、以及与第二密闭筒28的容腔21相配合的第二活塞73；密闭筒压盖3中下腔体部32的内径与尺寸较大的爆破组件1的外径相适配，爆破组件固定套筒10有一个，爆破组件固定套筒10的外径与密闭筒压盖3中下腔体部32的内径相适配，爆破组件固定套筒10的内径与尺寸较小的爆破组件1的外径相适配。

按照以下步骤在外场进行组装：

1、在第一活塞72的下端面和第二活塞73的下端面上都安装加速度传感器9；

2、将第一活塞72通过可断连接块6固定到第一密闭筒27的筒体25的容腔21中，第一活塞72的外径略小于第一密闭筒27中容腔21的直径，将第二活塞73放置于专用的工装容器内，该工装容器为箱式结构、并独立于第一密闭筒27和第二密闭筒28，且工装容器适用于存放第一密闭筒27，或者说，所述工装容器适用于存放除最外侧密闭筒外的其余密闭筒；

3、在第一密闭筒27的底盖26的上端面上、以及第二密闭筒28的底盖26的上端面上都通过顶紧螺栓固定安装测力传感器8；

4、将第一密闭筒27的底盖26采用螺栓连接的方式安装到第一密闭筒27的筒体25上，构成第一密闭筒27；

5、将组装好的第一密闭筒27整体采用螺栓连接的方式固定到第二密闭筒28的筒体25的容腔21中，将第二密闭筒28的底盖26采用螺栓连接的方式安装到第二密闭筒28的筒体25上；

6、将密闭筒压盖3通过螺栓连接的方式安装到第二密闭筒28上；

7、将爆破组件固定套筒10至于密闭筒压盖3的下腔体部32中；

8、将爆破组件压盖4通过螺栓连接的方式安装到密闭筒压盖3上；

9、将两个测力传感器8和两个加速度传感器9分别由数据传输线缆连接到数据采集盒5上，完成组装。

将上述组装后的结构连同存放有第二活塞73的工装容器和爆破组件起爆信号输入装置12一起运输至测试现场，根据待测试的爆破阀爆破组件1的具体尺寸规格选择合适的密闭筒2。具体说，当待测试的爆破阀爆破组件1的尺寸规格较小时，则选用第一密闭筒27和第一活塞72，此时，如图1所示，解除爆破组件压盖4与密闭筒压盖3的连接，将爆破组件1放置于爆破组件固定套筒10中，爆破组件1的外径略小于爆破组件固定套筒10的内径，并将爆破组件起爆信号输入装置12通过信号传输线缆与爆破组件1的起爆驱动装置相连接，再安装爆破组件压盖4，并将数据采集盒5与服务器11相连接，之后即可进行爆破组件1的性能测试，根据第一密闭筒27中测力传感器8和加速度传感器9的数据评估爆破组件1的性能。当待测试的爆破阀爆破组件1的尺寸规格较大时，则选用第二密闭筒28和第二活塞73，此时，如图2所示，解除爆破组件压盖4与密闭筒压盖3、密闭筒压盖3与第二密闭筒28、以及第二密闭筒28与第一密闭筒27之间的连接，将爆破组件固定套筒10取出，将安装有第一活塞72的第一密闭筒27从第二密闭筒28的容腔21中取出、并放入工装容器中，将第二活塞73装入第二密闭筒28的筒体25的容腔21中，第二活塞73的外径略小于第二密闭筒28中容腔21的直径，再安装密闭筒压盖3，将爆破组件1放置于密闭筒压盖3中，爆破组件1的外径略小于下腔体部32的直径，并将爆破组件起爆信号输入装置12通过信号传输线缆与爆破组件1的起爆驱动装置相连接，再安装爆破组件压盖4，并将数据采集盒5与服务器11相连接，之后即可进行爆破组件1的性能测试，根据第二密闭筒28中测力传感器8和加速度传感器9的数据评估爆破组件1的性能。

综上所述，本申请涉及的核电厂爆破阀爆破组件性能测试装置能够适用于多种不同尺寸规格的待测试爆破组件，其结构简单、稳定可靠、测试直观，能够对爆破组件的性能做出有效评估，并且采用可拆卸套装结构，有效节省存放场地，便于管理和运输。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (11)

1.一种核电厂爆破阀爆破组件性能测试装置，其特征在于：包括多个由内置外依次可拆卸套装的密闭筒(2)、覆盖在多个密闭筒(2)上端的密闭筒压盖(3)、覆盖在密闭筒压盖(3)上端的爆破组件压盖(4)、以及数据采集盒(5)，每个密闭筒(2)中都设有开口朝上、且被密闭筒压盖(3)封堵的容腔(21)，所述爆破组件压盖(4)和密闭筒压盖(3)的相接处开设有用于容置待测试的爆破组件(1)的置物腔，所述密闭筒压盖(3)中还开设有气孔(31)，所述置物腔通过气孔(31)与最内侧密闭筒(2)的容腔(21)相连通；还包括多个分别与各密闭筒(2)的容腔(21)相配合、且通过可断连接块(6)连接于各密闭筒(2)的活塞(7)，每个密闭筒(2)在容腔(21)的下端都固设有位于活塞(7)正下方的测力传感器(8)，所述测力传感器(8)与数据采集盒(5)相连接。

2.根据权利要求1所述的核电厂爆破阀爆破组件性能测试装置，其特征在于：每个活塞(7)的下端面上固设有加速度传感器(9)，所述加速度传感器(9)与数据采集盒(5)相连接。

3.根据权利要求1所述的核电厂爆破阀爆破组件性能测试装置，其特征在于：所述活塞(7)的外周面上开设有水平延伸的固定槽(71)，所述密闭筒(2)的内周面上设有第一台阶部(22)，所述可断连接块(6)的一端镶嵌在活塞(7)的固定槽(71)中，可断连接块(6)的另一端搁置于密闭筒(2)的第一台阶部(22)上。

4.根据权利要求1所述的核电厂爆破阀爆破组件性能测试装置，其特征在于：内外相邻的两个密闭筒(2)中，位于内侧的密闭筒(2)上端的外周设有向外水平延伸的凸缘(23)，位于外侧的密闭筒(2)上端的内周设有第二台阶部(24)，内侧密闭筒(2)的凸缘(23)搁置于外侧密闭筒(2)的第二台阶部(24)上。

5.根据权利要求1或4所述的核电厂爆破阀爆破组件性能测试装置，其特征在于：每个密闭筒(2)都包括筒体(25)和底盖(26)，所述容腔(21)上下贯通筒体(25)，所述底盖(26)固定于筒体(25)的下端、并封堵容腔(21)的下端，所述测力传感器(8)固定在底盖(26)的上端面上。

6.根据权利要求5所述的核电厂爆破阀爆破组件性能测试装置，其特征在于：所述测力传感器(8)与底盖(26)通过顶紧螺栓可拆卸连接。

7.根据权利要求5所述的核电厂爆破阀爆破组件性能测试装置，其特征在于：内侧密闭筒(2)的筒体(25)与外侧密闭筒(2)的筒体(25)通过螺栓可拆卸连接。

8.根据权利要求1所述的核电厂爆破阀爆破组件性能测试装置，其特征在于：还包括至少一个爆破组件固定套筒(10)，所述置物腔包括开设在爆破组件压盖(4)下端的上腔体部(41)、以及开设在密闭筒压盖(3)上端的下腔体部(32)，所述爆破组件固定套筒(10)置于密闭筒压盖(3)的下腔体部(32)中、与下腔体部(32)相配合。

9.根据权利要求1所述的核电厂爆破阀爆破组件性能测试装置，其特征在于：所述密闭筒压盖(3)与最外侧密闭筒(2)、密闭筒压盖(3)与爆破组件压盖(4)都通过螺栓可拆卸连接。

10.根据权利要求1或2所述的核电厂爆破阀爆破组件性能测试装置，其特征在于：还包括具有数据分析模块的服务器(11)，所述数据采集盒(5)与服务器(11)相连接。

11.根据权利要求1所述的核电厂爆破阀爆破组件性能测试装置，其特征在于：还包括用于起爆爆破组件(1)的爆破组件起爆信号输入装置(12)。