CN204613032U - 一种测量反应堆燃料组件管座变形的试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种测量反应堆燃料组件管座变形的试验装置，装置包括：刚性承载框架、加载机构、刚性压板、压杆、堆芯下板、测量孔板、安装平台、位移传感器、碟形弹簧，实现了装置能够在燃料组件下管座导向管林立的狭窄空间内测量管座所受的力和微小变形，能够满足燃料组件管座力学性能试验需要，且装置安装操作方便、易于拆卸的技术效果。

Description

一种测量反应堆燃料组件管座变形的试验装置

技术领域

本发明涉及核动力设备研究领域，尤其涉及一种测量反应堆燃料组件管座变形的试验装置。

背景技术

核电站反应堆燃料组件是由燃料棒、上管座部件、下管座部件、端部格架、搅混格架部件、导向管部件、通量测量管等构成，燃料组件上有多层定位格架，定位格架焊接在导向管上，通过内部的弹簧将燃料棒固定，形成燃料组件；燃料组件的力学性能直接关系着燃料组件的完整性和安全性，按照相关核安全法规，对新设计的燃料组件必须进行堆外力学性能试验；管座作为燃料组件的重要组成部分，主要用于燃料组件的支撑和定位；每个管座上均连有24根导向管，如何在导向管林立的狭窄空间里测量管座的变形是力学试验一直以来没能解决的技术难题。

综上所述，本申请发明人在实现本申请实施例中发明技术方案的过程中，发现上述技术至少存在如下技术问题：

在现有技术中，现有技术中的测量装置存在不能在燃料组件下管座导向管林立的狭窄空间内测量管座所受的力和微小变形，不能满足燃料组件管座力学性能试验需要的技术问题。

发明内容

本发明提供了一种测量反应堆燃料组件管座变形的试验装置，解决了现有技术中的测量装置存在不能在燃料组件下管座导向管林立的狭窄空间内测量管座所受的力和微小变形，不能满足燃料组件管座力学性能试验需要的技术问题，实现了装置能够在燃料组件下管座导向管林立的狭窄空间内测量管座所受的力和微小变形，能够满足燃料组件管座力学性能试验需要的技术效果。

为解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种测量反应堆燃料组件管座变形的试验装置，所述装置包括：

刚性承载框架，所述刚性承载框架上端为横梁，所述横梁下表面连接有力传感器，加载机构上端与所述力传感器的下表面连接，所述加载机构的下端与刚性压板的上表面连接，压杆一端与所述刚性压板上表面连接，所述压杆的另一端依次穿过蝶形弹簧、垫片后插入导向管中，所述导向管下端穿过测量孔板上的通孔后与燃料组件下管座连接，所述燃料组件下管座下表面与堆芯下板上表面连接，所述测量孔板的一端通过第一定位螺栓与竖向基座连接，所述竖向基座通过第二定位螺栓与所述堆芯下板连接，第一位移传感器尾端固定在所述测量孔板上，所述第一位移传感器的触头端与所述燃料组件下管座上表面接触，所述燃料组件下管座侧面设有侧向基座，所述侧向基座通过第三定位螺栓与所述堆芯下板连接，第二位移传感器尾端固定在所述侧向基座上，所述第二位移传感器的触头端与所述燃料组件下管座侧面接触。

其中，所述刚性承载框架为闭合式框架，所述刚性承载框架内设有安装平台，所述堆芯下板安装在所述安装平台上，所述堆芯下板和所述燃料组件下管座通过定位销钉进行相连。

其中，所述加载机构包括进行拉伸、压缩的线性作动器，所述线性作动器包括但不限于：液压驱动的液压作动器、电动式作动器或机械加载装置中的一种，所述加载机构还包含为线性作动器提供动力的液压源或电信号放大器。

其中，所述测量孔板具体为门形架或悬臂长条型架。

其中，所述刚性承载框架的高度可以通过所述横梁进行调整。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

由于采用了将测量反应堆燃料组件管座变形的试验装置设计为包括：刚性承载框架，所述刚性承载框架上端为横梁，所述横梁下表面连接有力传感器，加载机构上端与所述力传感器的下表面连接，所述加载机构的下端与刚性压板的上表面连接，压杆一端与所述刚性压板上表面连接，所述压杆的另一端依次穿过蝶形弹簧、垫片后插入导向管中，所述导向管下端穿过测量孔板上的通孔后与燃料组件下管座连接，所述燃料组件下管座下表面与堆芯下板上表面连接，所述测量孔板的一端通过第一定位螺栓与竖向基座连接，所述竖向基座通过第二定位螺栓与所述堆芯下板连接，第一位移传感器尾端固定在所述测量孔板上，所述第一位移传感器的触头端与所述燃料组件下管座上表面接触，所述燃料组件下管座侧面设有侧向基座，所述侧向基座通过第三定位螺栓与所述堆芯下板连接，第二位移传感器尾端固定在所述侧向基座上，所述第二位移传感器的触头端与所述燃料组件下管座侧面接触的技术方案，即，采用支架和传感器配合的方式，可以在狭窄空间内通过力传感器和位移传感器测量管座所受的力和微小变形，采用高刚性、高度可调节的双立柱多功能承载框架，可在不同位置安装加载装置，对各种不同类型的燃料组件管座进行力学试验，采用测量框架和加载框架独立的设计，避免了加载框架变形对测量结果的影响，横梁上装有力传感器，加载机构在控制器的控制下，可对管座施加拉伸/压缩载荷，并通过相应的力传感器和位移传感器测量管座所受的力和变形，从而获得管座的刚度、临界载荷等力学参数，所以，有效解决了现有技术中的测量装置存在不能在燃料组件下管座导向管林立的狭窄空间内测量管座所受的力和微小变形，不能满足燃料组件管座力学性能试验需要的技术问题，进而实现了装置能够在燃料组件下管座导向管林立的狭窄空间内测量管座所受的力和微小变形，能够满足燃料组件管座力学性能试验需要，且装置安装操作方便、易于拆卸的技术效果。

附图说明

图1是本申请实施例一中测量反应堆燃料组件管座变形的试验装置的结构示意图；

图2是本申请实施例一中测量反应堆燃料组件管座变形的试验装置的局部示意图；

其中，1.横梁，2.力传感器，3.加载机构，4.刚性承载框架，5.安装平台，6.刚性压板，7.压杆，8.垫片，9.测量孔板，10.竖向基座，11.堆芯下板，12.第二定位螺栓，13.碟形弹簧，14.导向管，15.第一位移传感器，16.燃料组件下管座，17.侧向基座，18.第三定位螺栓，19.第二位移传感器，20.第一定位螺栓。

具体实施方式

本发明提供了一种测量反应堆燃料组件管座变形的试验装置，解决了现有技术中的测量装置存在不能在燃料组件下管座导向管林立的狭窄空间内测量管座所受的力和微小变形，不能满足燃料组件管座力学性能试验需要的技术问题，实现了装置能够在燃料组件下管座导向管林立的狭窄空间内测量管座所受的力和微小变形，能够满足燃料组件管座力学性能试验需要的技术效果。

本申请实施中的技术方案为解决上述技术问题。总体思路如下：

采用了将测量反应堆燃料组件管座变形的试验装置设计为包括：刚性承载框架，所述刚性承载框架上端为横梁，所述横梁下表面连接有力传感器，加载机构上端与所述力传感器的下表面连接，所述加载机构的下端与刚性压板的上表面连接，压杆一端与所述刚性压板上表面连接，所述压杆的另一端依次穿过蝶形弹簧、垫片后插入导向管中，所述导向管下端穿过测量孔板上的通孔后与燃料组件下管座连接，所述燃料组件下管座下表面与堆芯下板上表面连接，所述测量孔板的一端通过第一定位螺栓与竖向基座连接，所述竖向基座通过第二定位螺栓与所述堆芯下板连接，第一位移传感器尾端固定在所述测量孔板上，所述第一位移传感器的触头端与所述燃料组件下管座上表面接触，所述燃料组件下管座侧面设有侧向基座，所述侧向基座通过第三定位螺栓与所述堆芯下板连接，第二位移传感器尾端固定在所述侧向基座上，所述第二位移传感器的触头端与所述燃料组件下管座侧面接触的技术方案，即，采用支架和传感器配合的方式，可以在狭窄空间内通过力传感器和位移传感器测量管座所受的力和微小变形，采用高刚性、高度可调节的双立柱多功能承载框架，可在不同位置安装加载装置，对各种不同类型的燃料组件管座进行力学试验，采用测量框架和加载框架独立的设计，避免了加载框架变形对测量结果的影响，横梁上装有力传感器，加载机构在控制器的控制下，可对管座施加拉伸/压缩载荷，并通过相应的力传感器和位移传感器测量管座所受的力和变形，从而获得管座的刚度、临界载荷等力学参数，所以，有效解决了现有技术中的测量装置存在不能在燃料组件下管座导向管林立的狭窄空间内测量管座所受的力和微小变形，不能满足燃料组件管座力学性能试验需要的技术问题，进而实现了装置能够在燃料组件下管座导向管林立的狭窄空间内测量管座所受的力和微小变形，能够满足燃料组件管座力学性能试验需要，且装置安装操作方便、易于拆卸的技术效果。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

实施例一：

在实施例一中，提供了一种测量反应堆燃料组件管座变形的试验装置，请参考图1-图2，所述装置包括：

刚性承载框架4，所述刚性承载框架上端为横梁1，所述横梁1下表面连接有力传感器2，加载机构3上端与所述力传感器2的下表面连接，所述加载机构3的下端与刚性压板6的上表面连接，压杆7一端与所述刚性压板6上表面连接，所述压杆7的另一端依次穿过蝶形弹簧13、垫片8后插入导向管14中，所述导向管14下端穿过测量孔板9上的通孔后与燃料组件下管座16连接，所述燃料组件下管座16下表面与堆芯下板11上表面连接，所述测量孔板9的一端通过第一定位螺栓20与竖向基座10连接，所述竖向基座10通过第二定位螺栓12与所述堆芯下板11连接，第一位移传感器15尾端固定在所述测量孔板9上，所述第一位移传感器15的触头端与所述燃料组件下管座16上表面接触，所述燃料组件下管座16侧面设有侧向基座17，所述侧向基座17通过第三定位螺栓18与所述堆芯下板11连接，第二位移传感器19尾端固定在所述侧向基座17上，所述第二位移传感器19的触头端与所述燃料组件下管座16侧面接触。

其中，在本申请实施例中，所述刚性承载框架为闭合式框架，所述刚性承载框架内设有安装平台5，所述堆芯下板安装在所述安装平台5上，所述堆芯下板和所述燃料组件下管座通过定位销钉进行相连。

其中，在本申请实施例中，刚性承载框架是一个高刚度的闭合框架，液压装置可以通过横梁上下移动来调整高度，以适应不同燃料组件管座在高度方向的尺寸，当调整到位后，内置的锁紧结构锁紧横梁。框架下部是一个刚性的安装平台，堆芯下板放置在平台上，管座再置于堆芯下板上，堆芯下板和管座间通过定位销钉相连，横梁上装有力传感器，加载机构在控制器的控制下，可对管座施加拉伸/压缩载荷，并通过相应的力传感器和位移传感器测量管座所受的力和变形，从而获得管座的刚度、临界载荷等力学参数。

其中，在本申请实施例中，所述加载机构包括进行拉伸、压缩的线性作动器，所述线性作动器包括但不限于：液压驱动的液压作动器、电动式作动器等机械加载装置中的一种，所述加载机构还包含为线性作动器提供动力的液压源或电信号放大器。

其中，在本申请实施例中，加载机构包括进行拉伸、压缩的线性作动器等，作动器可以是以液压驱动的液压作动器，也可以是电动式作动器，加载机构还包含为作动器提供动力的液压源或电信号放大器，控制器包括提供输出信号的D/A转换器和相应控制软件，控制器为现有技术中常用的控制装置。

其中，在本申请实施例中，所述测量孔板具体为门形架或悬臂长条型架。

其中，在本申请实施例中，所述刚性承载框架的高度可以通过所述横梁进行调整。

其中，在本申请实施例中，为了模拟管座和导向管在反应堆中的真实受力状况，在每根压杆上穿有碟形弹簧，通过碟簧模拟了导向管的原刚度，压杆再插入导向管中。

刚性压板放置在24根压杆的上表面，保证导向管受力均匀，管座力学性能试验时，加载系统使横梁向下运动，对刚性压板施以压缩载荷，通过布置在管座上表面和侧面的位移传感器测量管座的微小变形。

测量孔板上开有若干通孔和螺纹孔，导向管从通孔中穿过，测量孔板一侧与基座通过第一螺栓连接，另一端自由，第一位移传感器通过尾端的螺纹段固定于测量孔板的螺纹孔内，第一位移传感器的触头端与管座接触，通过触头的伸缩来测量管座在受力状态下的微小变形，测量架与加载系统独立，加载产生的微小变形也不会影响位移测量，保障了测量精度，根据测量点的不同，测量孔板可以有多种形式，如门形架、悬臂长条型架等，在管座侧面，第二位移传感器尾端安装于侧向基座上，前端的触头可测量管座侧向的位移。

上述本申请实施例中的技术方案，至少具有如下的技术效果或优点：

由于采用了将测量反应堆燃料组件管座变形的试验装置设计为包括：刚性承载框架，所述刚性承载框架上端为横梁，所述横梁下表面连接有力传感器，加载机构上端与所述力传感器的下表面连接，所述加载机构的下端与刚性压板的上表面连接，压杆一端与所述刚性压板上表面连接，所述压杆的另一端依次穿过蝶形弹簧、垫片后插入导向管中，所述导向管下端穿过测量孔板上的通孔后与燃料组件下管座连接，所述燃料组件下管座下表面与堆芯下板上表面连接，所述测量孔板的一端通过第一定位螺栓与竖向基座连接，所述竖向基座通过第二定位螺栓与所述堆芯下板连接，第一位移传感器尾端固定在所述测量孔板上，所述第一位移传感器的触头端与所述燃料组件下管座上表面接触，所述燃料组件下管座侧面设有侧向基座，所述侧向基座通过第三定位螺栓与所述堆芯下板连接，第二位移传感器尾端固定在所述侧向基座上，所述第二位移传感器的触头端与所述燃料组件下管座侧面接触的技术方案，即，采用支架和传感器配合的方式，可以在狭窄空间内通过力传感器和位移传感器测量管座所受的力和微小变形，采用高刚性、高度可调节的双立柱多功能承载框架，可在不同位置安装加载装置，对各种不同类型的燃料组件管座进行力学试验，采用测量框架和加载框架独立的设计，避免了加载框架变形对测量结果的影响，横梁上装有力传感器，加载机构在控制器的控制下，可对管座施加拉伸/压缩载荷，并通过相应的力传感器和位移传感器测量管座所受的力和变形，从而获得管座的刚度、临界载荷等力学参数，所以，有效解决了现有技术中的测量装置存在不能在燃料组件下管座导向管林立的狭窄空间内测量管座所受的力和微小变形，不能满足燃料组件管座力学性能试验需要的技术问题，进而实现了装置能够在燃料组件下管座导向管林立的狭窄空间内测量管座所受的力和微小变形，能够满足燃料组件管座力学性能试验需要，且装置安装操作方便、易于拆卸的技术效果。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (5)

1.一种测量反应堆燃料组件管座变形的试验装置，其特征在于，所述装置包括：

刚性承载框架，所述刚性承载框架上端为横梁，所述横梁下表面连接有力传感器，加载机构上端与所述力传感器的下表面连接，所述加载机构的下端与刚性压板的上表面连接，压杆一端与所述刚性压板上表面连接，所述压杆的另一端依次穿过蝶形弹簧、垫片后插入导向管中，所述导向管下端穿过测量孔板上的通孔后与燃料组件下管座连接，所述燃料组件下管座下表面与堆芯下板上表面连接，所述测量孔板的一端通过第一定位螺栓与竖向基座连接，所述竖向基座通过第二定位螺栓与所述堆芯下板连接，第一位移传感器尾端固定在所述测量孔板上，所述第一位移传感器的触头端与所述燃料组件下管座上表面接触，所述燃料组件下管座侧面设有侧向基座，所述侧向基座通过第三定位螺栓与所述堆芯下板连接，第二位移传感器尾端固定在所述侧向基座上，所述第二位移传感器的触头端与所述燃料组件下管座侧面接触。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述刚性承载框架为闭合式框架，所述刚性承载框架内设有安装平台，所述堆芯下板安装在所述安装平台上，所述堆芯下板和所述燃料组件下管座通过定位销钉进行相连。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述加载机构包括进行拉伸、压缩的线性作动器，所述线性作动器包括但不限于：液压驱动的液压作动器、电动式作动器或机械加载装置中的一种，所述加载机构还包含为线性作动器提供动力的液压源或电信号放大器。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述测量孔板具体为门形架或悬臂长条型架。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述刚性承载框架的高度可以通过所述横梁进行调整。