CN115370832A - 一种用于核电管路减振的动力吸振器、吸振装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于核电管路减振的动力吸振器、吸振装置及方法，动力吸振器包括外框架，外框架内侧面设置有导杆，沿导杆依次安装第一组合碟簧、质量块和第二组合碟簧；外框架的顶面设有径向安装孔，外框架的一侧面设有轴向安装孔，利用全金属材质构成，具有安装方便、可靠性高、具备在役检查的可操作性等优点，能够满足核电应用环境的特殊性要求；吸振装置的同一支撑组件上可同时安装管道径向、轴向以及不同频率的多个动力吸振器，实现管道径向、轴向以及不同频率同时减振，本发明提供的方法通过设置金属质量块的质量和组合碟簧的刚度来调节动力吸振器的频率与管道振动频率相同，管夹传递到多个动力吸振器，通过反共振原理减小管道振动。

Description

一种用于核电管路减振的动力吸振器、吸振装置及方法

技术领域

本发明属于核电管路减振技术领域，具体涉及一种用于核电管路减振的动力吸振器、吸振装置及方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

管道是核电厂主要的组成部分，强烈的振动会使管道及管线安装设备受到不利附加载荷的影响，引起管道振动疲劳，严重时甚至会造成管道破裂、设备失效等极端后果，危及核电厂运行安全。引发核电厂管道振动的原因有很多，其中由于机械载荷、机械运动引起的压力脉动、流致压力脉动等导致的管道振动往往具有振动频率较为单一的特点。

对于振动频率较为单一的管道振动形式，动力吸振器通常能够大幅度减少主系统的振动。如果设计合理，附加在主系统上的动力吸振器能够在每一个振动循环都产生很大的振动，消耗很大的能量，从而可以使主系统振幅迅速衰减甚至趋于静止。动力吸振器在核电领域，目前尚无成熟的应用。

根据先进压水堆的运行特点，采用动力吸振装置进行核电管路减振时，如何满足在高温、高湿、辐射等特殊环境下保持功能要求是需要解决的难题，且布置紧凑空间有限，如何易于安装与拆卸也是需要克服的难题；如何满足抗震要求，以保证地震下不会对其它安全相关的系统、结构或者部件造成不利影响也是需要解决的问题；如何延长使用寿命，并具备在役检查和维护更换的可操作性也是需要考虑的技术问题。

发明内容

本发明为了解决上述问题，根据一些实施例，本发明采用如下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种用于核电管路减振的动力吸振器，包括外框架，外框架内侧面设置有导杆，沿导杆依次安装第一组合碟簧、质量块和第二组合碟簧；所述外框架的顶面设有径向安装孔，外框体的至少一侧面设有轴向安装孔。

第二方面，本发明提供了一种用于核电管路减振的动力吸振装置，包括支撑组件和如权利要求1-7任一项所述的动力吸振器，吸振器组件通过支撑组件安装到管道上；支撑组件包括管夹和垫板，管夹通过紧固件安装至管道上，管夹外侧面安装若干个间隔设置的垫板，垫板用于安装动力吸振器。

进一步的，所述垫板上设有与动力吸振器的径向安装孔和轴向安装孔配合的安装孔。

第三方面，本发明提供了一种如第二方面所述的用于核电管路减振的动力吸振装置的工作方法，包括：

通过设置质量块的质量、第一组合碟簧和第二组合碟簧的刚度来调节动力吸振器的频率，直至动力吸振器的振动频率与管道振动频率相同；

依次在支撑组件的周向上安装径向安装动力吸振器和轴向安装动力吸振器；

通过支撑组件将吸振器组件安装至管道上，管道振动通过管夹传递到各个径向安装动力吸振器和轴向安装动力吸振器，通过反共振原理减小管道振动。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明的一种用于核电管路减振的动力吸振器，包括外框架，外框架内侧面设置有导杆，沿导杆依次安装第一组合碟簧、质量块和第二组合碟簧，利用全金属材质构成，具有结构简单可靠性高、安装方便、对现有布置设计影响小等优点，能够满足核电应用环境的特殊性要求，适用于高温、高湿、辐射环境，实现快速安装与拆卸，具有优良的减振性能、抗震性能以及疲劳性能，可广泛应用于核电管路减振。

2、本发明提供了一种用于核电管路减振的动力吸振器装置，采用全金属、耐高温、耐腐蚀、耐辐照材料，可运用于核电高温、高湿、辐射环境下管道减振；同一支撑组件上可同时安装管道径向、轴向以及不同频率的多个动力吸振器，实现管道径向、轴向以及不同频率同时减振；采用组合碟簧，所需空间小，负荷大，缓冲吸震能力强，使用寿命长，地震下不会对核电厂安全相关物项造成不利影响；采用框架结构具备核电在役检查和维护更换的可操作性；同一管夹垫板上，同一吸振器既能径向安装，也能轴向安装，可根据现场实际减振情况进行调整，有效延长使用寿命，并具备在役检查和维护更换的可操作性。

本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1示出了本发明的一种用于核电管路减振的动力吸振装置的结构示意图；

图2示出了本发明的一种用于核电管路减振的动力吸振装置单个动力吸振器的结构示意图；

图3示出了本发明的一种用于核电管路减振的动力吸振装置单个动力吸振器的结构剖面示意图；

其中：1、管夹，2、螺栓，3、螺母，4、轴向安装动力吸振器，5、径向安装动力吸振器，6、垫板，7、组合碟簧，8、金属质量块，9、外框架，10、导杆，11、连接螺栓，12、轴向安装螺栓孔，13、径向安装螺栓孔。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

实施例一：

如图2所示，本实施例提供了一种用于核电管路减振的动力吸振器，包括外框架，外框架内侧面设置有导杆，沿导杆依次安装第一组合碟簧、质量块和第二组合碟簧，导杆与第一组合碟簧、质量块和第二组合碟簧间隙配合，可以实现沿导杆方向的自由运动；所述外框架的顶面设有径向安装孔，外框体的至少一侧面设有轴向安装孔，通过径向安装孔或轴向安装孔将动力吸振器安装至核电管路上。

作为一种实施方式，所述外框架为矩形框体结构，包括围成正方形框架的顶板、右侧板、底板和左侧板；所述顶板上设有径向安装孔，一侧板上设有轴向安装孔；所述导杆的一端与顶板连接，另一端与底板连接，导杆设置在顶板的中心；

作为一种实施方式，所述顶板的中部呈圆环形，两边呈矩形。所述底板的形状与顶板一致。所述左侧板为长条形，右侧板也为长条形。

作为一种实施方式，所述配置块为具有通孔圆柱形，通孔呈两边宽中间窄的哑铃形状，中间窄的区域用于配合连接导杆，两边宽的区域用于配合连接第一组合碟簧和第二组合碟簧。

所述第一组合碟簧和第二组合碟簧均为耐高温碟片弹簧。

作为一种实施方式，所述质量块为金属质量块，通过合理的设置金属质量块8的质量和组合碟簧7的刚度来调节动力吸振器的频率，组合碟簧7采用复合组合方式，并在金属质量块8运动的两端均布置组合碟簧7。

所述外框架和导杆均采用金属材料制成，动力吸振装置材料采用全金属材料，并且不包含低熔点材料，适用于高温、高湿、辐射环境。

实施例二：

如图1所示，本实施例提供了一种用于核电管路减振的动力吸振装置，包括支撑组件和如实施例一所述的动力吸振器，吸振器组件通过支撑组件安装到管道上；支撑组件包括管夹和垫板，管夹通过紧固件安装至管道上，管夹外侧面安装若干个间隔设置的垫板，垫板用于安装动力吸振器。

所述垫板上设有与动力吸振器的径向安装孔和轴向安装孔配合的安装孔，垫板既可以与径向安装孔配合安装，使得动力吸振器径向布设形成径向安装动力吸振器，也可以与轴向安装孔配合安装，使得动力吸振器轴向布设形成轴向安装动力吸振器。

作为一种实施方式，所述管夹设有两个，管夹为半圆环状，两个管夹对称套设在管道外侧，两个管夹通过紧固件连接成圆形，实现管夹安装至管道上。

所述管夹和垫板均为金属材质构成。

所述紧固件为螺栓和螺母，通过螺栓和螺母将管夹安装至管道上。

所述垫板焊接在管夹上。

所述垫板沿管夹的外边面周向布设有八个，八个垫板之间等间距设置，垫板的长边与宽边比例为5:1，垫板的长边与管道的轴向的方向一致。

作为一种实施方式，可在管夹周向同时安装不同方向、不同频率的多个吸振器，实现多个方向、多种频率同时减振。具体的一种动力吸振器的布设方式为，依次布设轴向安装动力吸振器、径向安装动力吸振器、径向安装动力吸振器和轴向安装动力吸振器。

具体的，如图2所示，动力吸振器包括金属质量块8、组合碟簧7、外框架9以及导杆10；导杆10两端与外框架9连接，中间为金属质量块8，金属质量块8的两端均为组合碟簧7并通过外框架9固定，金属质量块8、组合碟簧7与导杆10间有间隙，可以实现沿导杆10方向的自由运动。

通过合理的设置金属质量块8的质量和组合碟簧7的刚度来调节动力吸振器的频率，组合碟簧7采用复合组合方式，并在金属质量块8运动的两端均布置组合碟簧7，核电管道振动通过管夹传递到各个径向动力吸振器5和轴向动力吸振器4，通过反共振原理减小管道振动。

外框架9采用简易的框架结构，实现在役检查的可操作性，在组合碟簧7两端的外框架9采用较大的圆弧形进行约束，在金属质量块8运动方向可根据实际需要加强框架结构及其连接。外框架9由螺栓连接，为了防止高温下热胀导致动力吸振器配合出现松动，而导致动力吸振器的频率发生变化，通过施加螺栓预紧力，保证有效地补偿由于热变形导致动力吸振器连接刚度以及共振频率变化。

动力吸振器外框架9两个方向均设置螺栓孔，包括轴向安装螺栓孔12和径向安装螺栓孔13，通过螺栓将动力吸振器连接到管夹垫板上，外框架两个方向螺栓孔的大小及间距一致，能够根据实际减振需求更换吸振器安装方向。

管夹1具有一定的厚度，加工成圆弧形，与管道相贴合，采用连接螺栓2和螺母3将管夹紧紧固定在管道上，便于安装与拆卸。沿管夹1周向均匀的焊接一圈垫板6，垫板6上有螺纹孔，通过螺栓将吸振器径向安装或轴向安装在管夹1上。可在管夹2周向同时安装管道径向、轴向以及不同频率的多个动力吸振器，实现管道径向、轴向以及不同频率同时减振。

组合碟簧7采用耐高温碟形弹簧，动力吸振装置材料采用全金属材料，并且不包含低熔点材料，具体的熔点不低于800度，适用于高温、高湿、辐射环境。

实施例三：

本实施例提供了一种用于核电管路减振的动力吸振装置的工作方法，包括：

通过设置金属质量块的质量、第一组合碟簧和第二组合碟簧的刚度来调节动力吸振器的频率，直至动力吸振器的振动频率与管道振动频率相同；

依次在支撑组件的周向上安装径向安装动力吸振器和轴向安装动力吸振器；所述径向安装动力吸振器为动力吸振器径向布设，轴向安装动力吸振器为动力吸振器轴向布设。

通过支撑组件将吸振器组件安装至管道上，管道振动通过管夹传递到各个径向安装动力吸振器和轴向安装动力吸振器，通过反共振原理减小管道振动。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种用于核电管路减振的动力吸振器，其特征在于，包括外框架，外框架内侧面设置有导杆，沿导杆依次安装第一组合碟簧、质量块和第二组合碟簧；所述外框架的顶面设有径向安装孔，外框体的至少一侧面设有轴向安装孔。

2.如权利要求1所述的用于核电管路减振的动力吸振器，其特征在于，所述第一组合碟簧和第二组合碟簧采用耐高温碟形弹簧，所述外框架、导杆和质量块采用全金属材料。

3.如权利要求1所述的用于核电管路减振的动力吸振器，其特征在于，所述导杆与第一组合碟簧、质量块和第二组合碟簧间隙配合。

4.如权利要求1所述的用于核电管路减振的动力吸振器，其特征在于，所述外框架为矩形框体结构，包括围成正方形框架的顶板、右侧板、底板和左侧板；所述顶板上设有径向安装孔，一侧板上设有轴向安装孔；所述导杆的一端与顶板连接，另一端与底板连接，导杆设置在顶板的中心。

5.如权利要求1所述的用于核电管路减振的动力吸振器，其特征在于，所述配置块为具有通孔的圆柱形结构，通孔呈两边宽中间窄的哑铃形状。

6.如权利要求1所述的用于核电管路减振的动力吸振器，其特征在于，所述第一组合碟簧和第二组合碟簧均为耐高温碟片弹簧。

7.如权利要求1所述的用于核电管路减振的动力吸振器，其特征在于，所述配置块为金属质量块。

8.一种用于核电管路减振的动力吸振装置，其特征在于，包括支撑组件和如权利要求1-7任一项所述的动力吸振器，吸振器组件通过支撑组件安装到管道上；支撑组件包括管夹和垫板，管夹通过紧固件安装至管道上，管夹外侧面安装若干个间隔设置的垫板，垫板用于安装动力吸振器。

9.如权利要求1所述的用于核电管路减振的动力吸振器，其特征在于，所述垫板上设有与动力吸振器的径向安装孔和轴向安装孔配合的安装孔。

10.一种如权利要求8-9任一项所述的用于核电管路减振的动力吸振装置的工作方法，其特征在于，包括：

通过设置质量块的质量、第一组合碟簧和第二组合碟簧的刚度来调节动力吸振器的频率，直至动力吸振器的振动频率与管道振动频率相同；

依次在支撑组件的周向上安装径向安装动力吸振器和轴向安装动力吸振器；

通过支撑组件将吸振器组件安装至管道上，管道振动通过管夹传递到各个径向安装动力吸振器和轴向安装动力吸振器，通过反共振原理减小管道振动。

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