CN112664745B - 核电站管道无根阻尼减振装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种核电站管道无根阻尼减振装置，包括减振箱以及用于将所述减振箱固定在管道上的支架组件，所述减振箱包括箱体以及设置在所述箱体内的阻尼盒，所述阻尼盒内填充有减振粒子，所述阻尼盒通过减振器固定在减振箱内。本发明的核电站管道无根阻尼减振装置，通过支架组件在管道上连接有能够有效减振的减振箱，安装方便，且减振箱内的阻尼盒填充有减振粒子，阻尼盒通过减振器固定在减振箱内，能够有效实现对管道的减振。

Description

核电站管道无根阻尼减振装置

技术领域

本发明涉及管道振动抑制技术领域，具体涉及一种核电站管道无根阻尼减振装置。

背景技术

核电站高温高压蒸汽管路数目众多，布置复杂，管道系统的稳态和瞬态振动行为引发管道裂纹或断裂的现象时有发生，占全部机械故障的20-30％。振动失效的情况一旦出现，轻则造成机组被迫停机，重则引发人员伤亡的重大事故。

在工程实践中，核电站通常采用增加支吊架、增设阻尼器、改进管道布置等方法，实现对管道振动的治理。增加支吊架、增设有根阻尼减振器和改进管道布置等方法虽可从技术层面实现振动的抑制，但存在部署成本大、可维护性差和灵活性差等问题，与上述方法相比，无根阻尼减振技术在核电管道系统振动抑制方面具有其独特的优势。

无根阻尼减振技术，主要是依靠改变结构参数、附加不与地面连接的装置等办法减小振动或减小振动的传播，包括粒子阻尼减振技术、阻尼合金减振技术和动力吸振减振技术等，上述技术各有优劣，如何取长补短，根据减振对象设计最为合适的无根阻尼减振装置，是减振目标得以有效实现的前提。

在现有的研究中，如CN202010242694.5的专利申请给出了一种基于粒子阻尼的穿入式管道减振装置及其安装方法，主要通过粒子阻尼进行减振；ZL201510272382.8的专利使用记忆合金材料设计了阻尼支架，对管道振动进行抑制；ZL201810837929.8的专利设计了一种高阻尼合金超材料管道减振降噪装置；ZL201710633237.7的专利设计了一种输油管道三维吸振器。但是上述专利中公开的内容一方面所使用的技术方案较为单一，另一方面减振装置参数不易调节，无法适应现场的复杂工况。

因此，亟需研制一种结构简单、安装方便的无根阻尼减振装置，以缓解核电站管道振动疲劳风险，同时能够方便的根据现场情况对减振装置的参数进行有效调节，最大化的发挥减振装置作用。

发明内容

有鉴于此，为了克服现有技术的缺陷和达到上述目的，本发明的目的是提供一种核电站管道无根阻尼减振装置，其能够有效对管道实现减振，且安装方便。

为了达到上述目的，本发明采用以下的技术方案：

一种核电站管道无根阻尼减振装置，包括减振箱以及用于将所述减振箱固定在管道上的支架组件，所述减振箱包括箱体以及设置在所述箱体内的阻尼盒，所述阻尼盒内填充有减振粒子，所述阻尼盒通过减振器固定在减振箱内。

通过支架组件在管道上连接有能够有效减振的减振箱，安装方便，且减振箱内的阻尼盒填充有减振粒子，阻尼盒通过减振器固定在减振箱内，能够有效实现对管道的减振。

根据本发明的一些优选实施方面，所述支架组件包括半卡环、卡环支座、过渡板、过渡块以及连接直板，所述半卡环和卡环支座配合卡合在管道上，所述过渡板固定在所述卡环支座上，所述连接直板安装在所述减振箱的背面，所述过渡块设置在所述过渡板与连接直板之间。这样结构设置的支架组件能够进一步提升减振效果。

根据本发明的一些优选实施方面，所述过渡板和连接直板的两端均开设有长孔，所述长孔沿所述连接直板的长度方向开设，所述过渡块安装在所述过渡板和连接直板的长孔之间，且两个所述过渡块之间的距离可调节。通过开设长孔，使得两个过渡块之间的距离可调节，从而调节减振装置的等效刚度。

根据本发明的一些优选实施方面，所述支架组件的材质为阻尼合金材料，进一步提升减振效果。

根据本发明的一些优选实施方面，所述阻尼盒的底部还设置有上称重传感模块，所述减振粒子放置在所述上称重传感模块的上部，所述上称重传感模块用于对所述阻尼盒内的减振粒子进行称重。减振箱外的侧壁上还设置有与上称重传感模块相连的上显示模块以显示阻尼盒内减振粒子的重量。上称重传感模块包括供电单元、称重传感器和通讯单元，通讯单元与上显示模块通过导线相连。

根据本发明的一些优选实施方面，所述减振箱的上部具有上管，所述上管贯穿所述箱体和阻尼盒用于连通所述阻尼盒的内部与外界空间，所述上管用于向所述阻尼盒内加入减振粒子。

根据本发明的一些优选实施方面，所述减振箱的下部具有下管，所述下管贯穿所述箱体和阻尼盒用于连通所述阻尼盒的内部与外界空间，所述下管用于从所述阻尼盒内放出减振粒子。

通过上称重传感模块对阻尼盒内的减振粒子进行称重，并通过上管和下管控制阻尼盒内的减振粒子的重量，以实现对减振效果的控制。

在本发明的一些实施例中，减振箱与阻尼盒的间隙中也设置有减振粒子。减振箱上还开设有连通减振箱的内部与外部空间注入口和放出口，注入口设置在减振箱的上部，放出口设置在减振箱的下部，注入口用于向减振箱内注入减振粒子，放出口用于将减振箱内的减振粒子放出。且减振箱的底板的上表面上设置有下称重传感模块，其用于对用减振箱内的减振粒子进行称重。同样的，减振箱外的侧壁上还设置有与下称重传感模块相连的下显示模块以显示减振箱内减振粒子的重量。下称重传感模块包括供电单元、称重传感器和通讯单元，通讯单元与下显示模块通过导线相连。

根据本发明的一些优选实施方面，所述减振器为钢丝绳减振器，所述钢丝绳减振器的一侧固定安装在所述减振箱的内表面，所述钢丝绳减振器的另一侧固定安装在所述阻尼盒的外表面。

根据本发明的一些优选实施方面，所述阻尼盒的六面均设置有所述减振器。

根据本发明的一些优选实施方面，所述阻尼盒的每个面均设置有至少两个所述减振器以保持阻尼盒的平衡和提升减振效果。

由于采用了以上的技术方案，相较于现有技术，本发明的有益之处在于：本发明的核电站管道无根阻尼减振装置，通过支架组件在管道上连接有能够有效减振的减振箱，安装方便，且减振箱内的阻尼盒填充有减振粒子，阻尼盒通过减振器固定在减振箱内，能够有效实现对管道的减振，本发明不需要外部能量，仅通过阻尼耗能装置和吸振结构来降低结构的振动，具有结构简单、易于维护、方便调节等优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的核电站管道无根阻尼减振装置的立体示意图；

图2为本发明实施例的核电站管道无根阻尼减振装置的另一角度的立体示意图；

图3为本发明实施例中称重传感模块的连接示意图；

其中：管道-1，支架组件-2，减振箱-3，箱体-31，阻尼盒-4，下管-5，上显示模块-6，减振粒子-7，下显示模块-8，上称重传感模块-9，下称重传感模块-10，上管-11，减振器-12，半卡环-13，卡环支座-14，过渡板-15，过渡块-16，连接直板-17，长孔-18，注入口-19，放出口-20。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

参见附图1-3，本实施例的核电站管道无根阻尼减振装置，包括减振箱3以及用于将减振箱3固定在管道1上的支架组件2，减振箱3包括箱体31以及设置在箱体31内的阻尼盒4，阻尼盒4以及减振箱3与阻尼盒4的间隙内填充有减振粒子7，阻尼盒4以及减振箱3内设置有用于对减振粒子7进行称重的称重传感模块，阻尼盒4通过减振器12固定在减振箱3内，即减振器12设置在阻尼盒4和减振箱3之间的间隙中。本实施例中的减振器12为钢丝绳减振器12，钢丝绳减振器12的一侧固定安装在减振箱3的内表面，另一侧固定安装在阻尼盒4的外表面。且阻尼盒4的六面均设置有两个减振器12以保持阻尼盒4的平衡和提升减振效果。减振粒子7可以选用直径0.1-10mm碳钢颗粒、钨粒、陶瓷颗粒等。

如图1-2所示，本实施例中的支架组件2包括半卡环13、卡环支座14、过渡板15、过渡块16以及连接直板17，半卡环13和卡环支座14配合卡合在管道1上，过渡板15固定在卡环支座14上，连接直板17安装在减振箱3的背面，过渡块16设置在过渡板15与连接直板17之间。这样结构设置的支架组件2能够进一步提升减振效果。过渡板15和连接直板17的两端均开设有长孔18，长孔18沿连接直板17的长度方向开设，过渡块16安装在过渡板15和连接直板17的长孔18之间，且两个过渡块16之间的距离可调节。通过开设长孔18，使得两个过渡块16之间的距离可调节，从而调节减振装置的等效刚度。

本实施例中的支架组件2的材质为阻尼合金材料，如选用Mn-Cu合金、Ni-Ti合金、Mg-Cu合金、Fe-Cr合金、Fe-Mn合金等，进一步提升减振效果。

阻尼盒4的底部设置有上称重传感模块9，阻尼盒4内的减振粒子7位于在上称重传感模块9的上部，上称重传感模块9用于对阻尼盒4内的减振粒子7进行称重。减振箱3外的侧壁上还设置有与上称重传感模块9相连的上显示模块6以显示阻尼盒4内减振粒子7的重量。上称重传感模块9包括供电单元、称重传感器和通讯单元，通讯单元与上显示模块6通过导线相连。

减振箱3的上部具有上管11和下管5，均为软管，上管11贯穿箱体31和阻尼盒4用于连通阻尼盒4的内部与外界空间，上管11用于向阻尼盒4内加入减振粒子7；下管5贯穿箱体31和阻尼盒4用于连通阻尼盒4的内部与外界空间，下管5用于从阻尼盒4内放出减振粒子7。通过上称重传感模块9对阻尼盒4内的减振粒子7进行称重，并通过上管11和下管5控制阻尼盒4内的减振粒子7的重量，以实现对减振效果的控制。

本实施例中，减振箱3与阻尼盒4的间隙中也设置有减振粒子7。减振箱3上开设有连通减振箱3的内部与外部空间注入口19和放出口20，注入口19设置在减振箱3的上部，放出口20设置在减振箱3的下部，注入口19用于向减振箱3内注入减振粒子7，放出口20用于将减振箱3内的减振粒子7放出。且减振箱3的底板的上表面上设置有下称重传感模块10，其用于对用减振箱3内的减振粒子7进行称重。同样的，减振箱3外的侧壁上还设置有与下称重传感模块10相连的下显示模块8以显示减振箱3内减振粒子7的重量。下称重传感模块10包括供电单元、称重传感器和通讯单元，通讯单元与下显示模块8通过导线相连，如图3所示。如图1所示，本实施例中的减振箱下部设置有隔板，隔板与减振箱的底板之间设置有下称重组件，隔板与阻尼盒的底部之间设置有减振器，减振箱内的减振粒子位于隔板的上方。

如图1和2所示，可通过上管11向粒子阻尼盒4内部注入粒子，从而增加阻尼盒4内粒子等效质量，可通过下管5适量放出粒子，从而减少阻尼盒4内粒子质量，并通过上显示模块6实施观察阻尼盒4内减振粒子7的重量。同样的，可通过减振箱3上注入口19向箱体31内部注入减振粒子7，从而增加箱体31内减振粒子7的等效质量，可通过放出口20适量放出减振粒子7，从而减少箱体31内粒子质量，进而控制减振箱3整体的减振效果。

本实施例中通过支架组件2在管道1上连接有能够有效减振的减振箱3，安装方便，且减振箱3内的阻尼盒4填充有减振粒子7，阻尼盒4通过减振器12固定在减振箱3内，能够有效实现对管道1的减振。采用上述的技术方案，本实施例的减振装置一方面节约了安装成本和时间，对于核岛应用，也将极大减少因安装、维护带来的人员受照剂量；另一方面，减振装置参数(等效刚度、减振粒子7的重量)可方便的根据现场复杂工况进行调节，取得最优的减振效果。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种核电站管道无根阻尼减振装置，其特征在于，包括减振箱以及用于将所述减振箱固定在管道上的支架组件，所述减振箱包括箱体以及设置在所述箱体内的阻尼盒，所述阻尼盒内填充有减振粒子，所述阻尼盒通过减振器固定在减振箱内；所述阻尼盒的底部还设置有上称重传感模块，所述减振粒子位于所述上称重传感模块的上部，所述上称重传感模块用于对所述阻尼盒内的减振粒子进行称重；所述减振箱的上部具有上管，所述上管贯穿所述箱体和阻尼盒用于连通所述阻尼盒的内部与外界空间，所述上管用于向所述阻尼盒内加入减振粒子；所述减振箱的下部具有下管，所述下管贯穿所述箱体和阻尼盒用于连通所述阻尼盒的内部与外界空间，所述下管用于从所述阻尼盒内放出减振粒子。

2.根据权利要求1所述的核电站管道无根阻尼减振装置，其特征在于，所述支架组件包括半卡环、卡环支座、过渡板、过渡块以及连接直板，所述半卡环和卡环支座配合卡合在管道上，所述过渡板固定在所述卡环支座上，所述连接直板安装在所述减振箱的背面，所述过渡块设置在所述过渡板与连接直板之间。

3.根据权利要求2所述的核电站管道无根阻尼减振装置，其特征在于，所述过渡板和连接直板的两端均开设有长孔，所述过渡块安装在所述过渡板和连接直板的长孔之间，且两个所述过渡块之间的距离可调节。

4.根据权利要求1所述的核电站管道无根阻尼减振装置，其特征在于，所述支架组件的材质为阻尼合金材料。

5.根据权利要求1所述的核电站管道无根阻尼减振装置，其特征在于，所述减振器为钢丝绳减振器，所述钢丝绳减振器的一侧固定安装在所述减振箱的内表面，所述钢丝绳减振器的另一侧固定安装在所述阻尼盒的外表面。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的核电站管道无根阻尼减振装置，其特征在于，所述阻尼盒的六面均设置有所述减振器。

7.根据权利要求6所述的核电站管道无根阻尼减振装置，其特征在于，所述阻尼盒的每个面均设置有至少两个所述减振器。