CN109974952A - 一种用于管道振动试验的装置 - Google Patents

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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M7/00—Vibration-testing of structures; Shock-testing of structures
    • G01M7/02—Vibration-testing by means of a shake table

Abstract

本发明属于流致振动技术领域，具体涉及一种用于管道振动试验的装置。本装置包括：驱动机构、两端的隔振段、U形弯管段、试验件、可视化管段、管道支撑结构和压力测量系统；所述隔振段安装在装置的两段，在两段隔离段之间，依次连接可视化管段、试验件、U形弯管段；压力测试系统安装在试验件前后，驱动机构安装在U形弯管段的一侧与隔振段相连，管道支撑结构为整个装置做支撑。本装置可以模拟管道内部流场变化引起的振动问题，验证管道振动的数值计算模型；通过简单的方法，即可准确评价管道状态，且可验证管道振动解决方案。

Description

一种用于管道振动试验的装置
技术领域
本发明属于流致振动技术领域，具体涉及一种用于管道振动试验的装置。
背景技术
目前由管道内部流体流场突变引起的管道振动在核电厂较为常见，其中阀门和节流处的流道变化是引起管道振动重要激振源。如阀门作为节流件，对流动状态有较大的影响，流动状态有较大的变化，流速增加、产生湍流激励、气蚀等结果。但针对此类振动问题并没有成熟的评价工具，必须进行详细力学分析计算和测量进行评估，这一方面影响了管道可靠性评价的效率，另一方面，更重要的是，由于没有明确的标准和流程，其计算精度易受环境和经验影响。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种用于管道振动试验的装置，模拟管道内部流场变化引起的振动问题，验证管道振动的数值计算模型；通过简单的方法，即可准确评价管道状态，且可验证管道振动解决方案，从而有效避免这些问题。
本发明的技术方案如下：
一种用于管道振动试验的装置，包括：驱动机构、两端的隔振段、U形弯管段、试验件、可视化管段、管道支撑结构和压力测量系统；所述隔振段安装在装置的两段，在两段隔离段之间，依次连接可视化管段、试验件、U形弯管段；压力测试系统安装在试验件前后，驱动机构安装在U形弯管段的一侧与隔振段相连，管道支撑结构为整个装置做支撑。
一种用于管道振动试验的装置，其特征在于：所述隔振段包含两段，金属波纹管通过法兰连接件和法兰连接件安装在管道振动试验装置一端，金属波纹管通过法兰连接件和法兰连接件安装在管道振动试验装置的另一端。
一种用于管道振动试验的装置，所述U形弯管段由U形管、法兰连接件、法兰连接件组成；通过紧固件固定连接于试验回路中。
一种用于管道振动试验的装置，其特征在于：所述试验件由阀门、不锈钢直管、法兰连接件、法兰连接件组成，通过紧固件连接于试验回路中。
一种用于管道振动试验的装置，所述所述阀门可以更换为核电厂中常见的单级或多级孔板、或其他型式的阀门。
一种用于管道振动试验的装置，所述可视化管段由法兰连接件、法兰连接件与聚碳酸酯管组成。通过紧固件连接与试验回路中。
一种用于管道振动试验的装置，所述管道支撑结构采用可移动的弹簧支吊架、可移动的弹簧支吊架、可移动的弹簧支吊架，根据试验工况需求，沿滑动导轨调节安装位置。
一种用于管道振动试验的装置，所述压力测量系统包括安装于试验件前后的差压变送器、差压变送器。
本发明的有益效果在于：
(1)本试验装置通用性好。试验装置中试验件、可视化管段、U形弯管段易更换，且可以根据核电现场实际状况进行组合，可以满足核电现场常见的阀门、单级、多级孔板等引起流场改变而导致的管道振动问题的试验验证需求。
(2)通过更换U形管段来改变管道振动的大小。
(3)通过调节支撑刚度、支撑位置来模拟不同的管道振动型式。
(4)本试验装置两端为金属波纹管，可最大限度地降低外部振动传递至试验装置，起到隔振作用，有利于确保试验结果的可靠性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图中1、3、7、10、12、14、17、18均为法兰连接件；2.金属波纹管 4.差压变送器；5.聚碳酸酯管；6.阀门；8.差压变送器9.U形弯管；11.金属波纹管；13、16、19均为可移动的弹簧支吊架；15.不锈钢滑动导轨；20.泵。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，一种用于管道振动试验的装置，包括：驱动机构、两端的隔振段、U形弯管段、试验件、可视化管段、管道支撑结构和压力测量系统；隔振段安装在装置的两段，在两段隔离段之间，依次连接可视化管段、试验件、U形弯管段；压力测试系统安装在试验件前后，驱动机构安装在U形弯管段的一侧与隔振段相连，管道支撑结构为整个装置做支撑。
驱动机构由泵20构成，其输送流体的作用。
隔振段包含两段，金属波纹管2通过法兰连接件1和法兰连接件3安装在管道振动试验装置一端，金属波纹管11通过法兰连接件10和法兰连接件12安装在管道振动试验装置的另一端，用于起隔振作用。安装好的两段隔振段安装在试验管路的管路的两端。具体安装方式包括金属波纹管2、与法兰连接件1、法兰连接件3组成隔振段通过紧固件与试验回路的管路进行连接，金属波纹管11、与法兰连接件10、法兰连接件12组成隔振段通过紧固件与试验回路的管路进行连接。
U形弯管段由U形管9、法兰连接件7、法兰连接件14组成；通过紧固件固定连接于试验回路中，主要是为了模拟核电厂回路中常见的U形管路导致流体流动方向改变进而引起的管道振动问题。
试验件由阀门6、不锈钢直管、法兰连接件16、法兰连接件17组成，通过紧固件连接于试验回路中，起节流作用。其中阀门6可以更换为核电厂中常见的单级或多级孔板、或其他型式的阀门。可用于验证不同的节流型式引起的管道振动的计算模型。
可视化管段由法兰连接件17、法兰连接件18与聚碳酸酯管5组成。通过紧固件连接与试验回路中。通过目视观察管内流体状态，可用于观察孔板导致的气蚀、阀门快开引起的水锤现象，开展气蚀或水锤工况下管道振动试验，模拟核电厂中常见的管道振动问题。
其他中间连接管包括连接各种上述管段的所需的不锈钢管。
管道支撑结构采用可移动的弹簧支吊架13、可移动的弹簧支吊架16、可移动的弹簧支吊架19，可以改变试验装置的管道支撑刚度的，并可根据试验工况需求，沿滑动导轨15调节安装位置，可用于验证管道减振方案。
压力测量系统包括安装于试验件前后的差压变送器4、差压变送器8构成。其可精确测量节流件前后的压降，验证数值计算模型。
本发明可以用于完成阀门节流下管道振动试验；启动泵20，流体通过U形弯管9，改变流向模拟核电厂现场管道布置，待稳定运行后，调节不同阀门6的开度，模拟核电厂遇到的阀门引起的管道振动工况，利用差压变送器4和差压变送器8监测试验件前后的压降，开展阀门节流诱发管道振动试验，验证数值模拟计算结果，提高管道振动状态评价的准确性。利用可视化管段，可以观察是否发生气蚀，验证流场模拟的合理性。
将阀门6更换为孔板，即可完成孔板阻力件下管道振动试验。孔板阻力件下管道振动试验可以开展核电厂的单级或者多级孔板下管道振动试验。利用差压变送器4和8监测试验件前后的压降，开展孔板阻力件诱发管道振动试验，验证数值模拟计算结果，提高管道振动状态评价的准确性。利用可视化管段，可以观察是否发生气蚀，验证流场模拟的合理性。

Claims (8)

1.一种用于管道振动试验的装置，包括驱动机构、两端的隔振段、U形弯管段、试验件、可视化管段、管道支撑结构和压力测量系统；其特征在于：所述隔振段安装在装置的两段，在两段隔离段之间，依次连接可视化管段、试验件、U形弯管段；压力测试系统安装在试验件前后，驱动机构安装在U形弯管段的一侧与隔振段相连，管道支撑结构为整个装置做支撑。
2.如权利要求1所述的一种用于管道振动试验的装置，其特征在于：所述隔振段包含两段，金属波纹管(2)通过法兰连接件(1)和法兰连接件(3)安装在管道振动试验装置一端，金属波纹管(11)通过法兰连接件(10)和法兰连接件(12)安装在管道振动试验装置的另一端。
3.如权利要求1所述的一种用于管道振动试验的装置，其特征在于：所述U形弯管段由U形管(9)、法兰连接件(7)、法兰连接件(14)组成；通过紧固件固定连接于试验回路中。
4.如权利要求1所述的一种用于管道振动试验的装置，其特征在于：所述试验件由阀门(6)、不锈钢直管、法兰连接件(7)、法兰连接件(17)组成，通过紧固件连接于试验回路中。
5.如权利要求4所述的一种用于管道振动试验的装置，其特征在于：所述所述阀门(6)可以更换为核电厂中常见的单级或多级孔板、或其他型式的阀门。
6.如权利要求1所述的一种用于管道振动试验的装置，其特征在于：所述可视化管段由法兰连接件(17)、法兰连接件(18)与聚碳酸酯管(5)组成，通过紧固件连接与试验回路中。
7.如权利要求1所述的一种用于管道振动试验的装置，其特征在于：所述管道支撑结构采用可移动的弹簧支吊架(13)、可移动的弹簧支吊架(16)、可移动的弹簧支吊架(19)，根据试验工况需求，沿滑动导轨(15)调节安装位置。
8.如权利要求1所述的一种用于管道振动试验的装置，其特征在于：所述压力测量系统包括安装于试验件前后的差压变送器(4)、差压变送器(8)。
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