[發(fā)明專利]燃料組件綜合力學性能試驗裝置及其實驗方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310664235.6
• 申請日: 2013-12-10
• 公開（公告）號: CN103698210A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發(fā)明（設計）人: 張勇;馬建中;李朋洲;陳禎;李天勇;李琦;黃文
• 申請（專利權）人: 中國核動力研究設計院
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01N3/20;G01N3/22;G01N3/303;G01N3/30
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 譚新民

技術領域

本發(fā)明涉及一種燃料組件綜合力學性能試驗裝置，具體涉及一種采用了四立柱型承載框架結構可用于燃料組件力學性能試驗的裝置。該裝置可用于反應堆燃料組件的拉、壓、扭轉、彎曲、跌落和撞墻反彈等力學性能試驗。

背景技術

核電站反應堆燃料組件是由燃料棒、上管座部件、下管座部件、端部格架、攪混格架部件、導向管部件、通量測量管等構成，燃料組件上有多層定位格架，定位格架焊接在導向管上，通過內部的彈簧將燃料棒固定，形成燃料組件。燃料組件的力學性能直接關系著燃料組件的完整性和安全性，按照相關核安全法規(guī)，對新設計的燃料組件必須進行力學性能試驗。試驗裝置必須能夠進行燃料組件的拉伸、壓縮、扭轉、彎曲（兩種邊界條件）、跌落和撞墻反彈等綜合力學性能試驗，測量燃料組件的拉伸、壓縮、扭轉、彎曲剛度、極限承載能力等關鍵力學性能，實現(xiàn)燃料組件的力學性能綜合試驗和評價，該裝置還必須滿足以同一個試驗裝置滿足上述所有的實驗測試，以達到節(jié)約成本的目的和測試準確性的目的。

從目前的專利查新來看，還未有關于燃料組件綜合力學性能試驗裝置的相關專利，從國內外公開發(fā)表的文獻來看，也沒有燃料組件綜合力學性能試驗裝置的描述。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供燃料組件綜合力學性能試驗裝置及其實驗方法，以滿足燃料組件力學性能試驗需要。

本發(fā)明的實現(xiàn)方案如下：燃料組件綜合力學性能試驗裝置，包括水平支撐臺和放置在水平支撐臺上的豎直支撐臺；水平支撐臺上安裝有底座，底座上安裝有至少3根軸線垂直于水平支撐臺上表面的加載立柱，底座上安裝有至少2根軸線垂直于水平支撐臺上表面的測量立柱；底座上方設置有加載頂板，加載頂板通過連接件與豎直支撐臺連接，加載立柱遠離底座的一端貫穿加載頂板，加載頂板開有被測燃料組件安放通孔。

本發(fā)明的設計原理為：本發(fā)明根據(jù)被測燃料組件的大小、形狀等特點特設置成上述裝置，其中加載立柱作為承重的最主要本體，在實驗中起到穩(wěn)定整個裝置的目的。由于被測燃料組件的形狀為長條形狀，因此特采用柱體的加載立柱插設在底座上，陣列在被測燃料組件四周，起到圍合被測燃料組件目的，在實驗中加載實驗機具的目的，一般加載立柱的數(shù)目為3個或4或5個或6個，優(yōu)選4個加載立柱或6個加載立柱。水平支撐臺和豎直支撐臺優(yōu)選為混凝土鑄造的平臺或鋼鑄件平臺。底座為固定被測燃料組件的工裝，可以根據(jù)被測燃料組件的不同而設置成不同形式的底座，這樣可便于測試不同的被測燃料組件。加載頂板起到對加載立柱遠離底座一端的穩(wěn)定，通過加載頂板的限位穩(wěn)固加載立柱，使得加載立柱遠離底座一端不會造成晃動，以此保證實驗數(shù)據(jù)的準確性。

本發(fā)明以上述設置的底座和加載頂板以及設置在底座和加載頂板之間的加載立柱構成多功能承載框架，多功能承載框架將被測燃料組件圍合在其內部，然后利用水平支撐臺穩(wěn)固多功能承載框架的底座，同時利用豎直支撐臺穩(wěn)固多功能承載框架的加載頂板，使得整個多功能承載框架設置在穩(wěn)定的環(huán)境中，這樣使得測試時，避免多功能承載框架晃動而造成測試數(shù)據(jù)失準。同時，本發(fā)明還設置有用于測試數(shù)據(jù)的測量立柱。相鄰測量立柱之間設置有限位裝置，限位裝置與測量立柱連接。傳感器固定在限位裝置上，測量被測燃料組件在受力情況下發(fā)生的形變指數(shù)。測量立柱與多功能承載框架互為獨立個體，因此加載產(chǎn)生的微小變形也不會影響位移測量，保障測量精度。

底座上安裝有軸線垂直于水平支撐臺上表面的調位立柱，調位立柱包括套接的頂板調節(jié)鎖緊管A和頂板調節(jié)鎖緊管B，頂板調節(jié)鎖緊管A一端與底座連接，頂板調節(jié)鎖緊管A的另一端插入頂板調節(jié)鎖緊管B內部，且頂板調節(jié)鎖緊管B與加載頂板連接。

為了適應不同長度尺寸的被測燃料組件，本發(fā)明還設置有調位立柱，調位立柱和其他輔助件構成頂板調節(jié)鎖緊系統(tǒng)，幫助調節(jié)加載頂板的高度，以適應不同長度尺寸的被測燃料組件。其設計原理為：利用套接的頂板調節(jié)鎖緊管A和頂板調節(jié)鎖緊管B，以此來調節(jié)頂板調節(jié)鎖緊管A和頂板調節(jié)鎖緊管B的相對位置，由于頂板調節(jié)鎖緊管A一端與底座連接，因此調節(jié)了調節(jié)頂板調節(jié)鎖緊管A和頂板調節(jié)鎖緊管B的相對位置勢必由于頂板調節(jié)鎖緊管B與加載頂板連接，從而調整加載頂板的相對高度。例如：對較高被測燃料組件，調整調節(jié)頂板調節(jié)鎖緊管A和頂板調節(jié)鎖緊管B的相對位置，使得頂板調節(jié)鎖緊管B上移，此時也帶動加載頂板上移，當上移到位后，采用鎖緊結構鎖緊活動部位，即可。同理，當被測燃料組件變短時，調整調節(jié)頂板調節(jié)鎖緊管A和頂板調節(jié)鎖緊管B的相對位置，使得頂板調節(jié)鎖緊管B下移，此時也帶動加載頂板下移，當下移到位后，采用鎖緊結構鎖緊活動部位，即可。