[發明專利]研究液力懸浮式非能動停堆裝置性能的可視化試驗裝置

有效

• 申請號: 201710588696.8
• 申請日: 2017-07-18
• 公開（公告）號: CN107527663B
• 公開（公告）日: 2019-07-02
• 發明（設計）人: 田文喜;宋健;巫英偉;蘇光輝;秋穗正;張大林
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G21C17/00
• 分類號: G21C17/00;G21C17/10
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 何會俠

1.一種研究液力懸浮式非能動停堆裝置性能的可視化試驗裝置，其特征在于：試驗裝置由流動調整器(3)、水力緩沖器(4)、可視化套管(5)、控制棒導向管(6)、上部聯箱(9)、非能動控制棒模型(10)、吊裝機構(11)及相關連接件組成；工質進入所述試驗裝置后從下往上依次經過流動調整器(3)、水力緩沖器(4)、可視化套管(5)、控制棒導向管(6)、上部聯箱(9)，之后自上部聯箱(9)側壁連接的回水管流出；控制棒導向管(6)上端通過焊接與上部聯箱(9)相連，由可視化套管(5)、控制棒導向管(6)組成的控制棒套管被兩組控制棒套管調整架(7)固定在中心位置并保證豎直安裝，可視化套管(5)底部通過法蘭與流動調整器(3)連接，在可視化套管(5)進口處設有水力緩沖器(4)，水力緩沖器(4)為同心對焊在法蘭端面上的鋼制圓管，長度和內徑與非能動控制棒模型(10)底端形狀相匹配；吊裝機構(11)包括起電葫蘆及其滑軌，非能動控制棒模型(10)通過電磁鐵連接在電葫蘆吊繩末端；在滑軌上設置有限位塊用來確保非能動控制棒模型(10)吊裝位置與控制棒導向管(6)同心，通過集成的控制手柄操作電葫蘆和電磁鐵就能夠遠程完成非能動控制棒模型(10)的吊裝和更換；所述試驗裝置整體通過支撐方鋼(8)固定于混凝土地基(1)；

所述非能動控制棒模型(10)由阻尼塊(5-2)、棒本體(5-4)和操作頭(5-5)組成，非能動控制棒模型(10)幾何尺寸和質量同實際堆內非能動控制棒原型保持一致，在所述控制棒套管內有豎直方向的自由度，模擬實際堆內非能動控制棒與控制棒導向管之間形成的冷卻劑環形通道，非能動控制棒模型(10)依靠控制棒導向管(6)和水力緩沖器(4)進行定位；

所述棒本體(5-4)和阻尼塊(5-2)由304薄壁不銹鋼冷拉管制作，二者通過焊接相連，棒本體(5-4)內部用硅膠固定多根尼龍棒束配重按照一定的柵距比三角形排列；阻尼塊(5-2)前端通過螺紋安裝端蓋(5-1)，端蓋(5-1)做成錐角形以增加懸浮穩定性和落棒速度，設計了具有不同錐角的多組端蓋來研究形狀系數對落棒時間的影響；操作頭(5-5)為通過螺紋與棒本體(5-4)相連的鐵質操作頭，周圍有六個定位凸臺，上端面切平后經過打磨拋光和防銹處理；在棒體表面沿軸向對稱開有三層通流孔(5-3)以保證低流量下不浮起，但通流孔形狀不以圓形為限；為便于對圖像測量定位在棒本體(5-4)外側軸向等間距噴涂刻度線，并在周向等角度噴涂角度線；電磁鐵(5-6)工作面與操作頭(5-5)上端面接觸，通電后能夠產生足夠的電磁吸力吊裝非能動控制棒模型(10)；電磁鐵(5-6)另一端通過螺栓固定在圓柱形吊裝塊(5-7)上，圓柱形吊裝塊(5-7)末端有吊環與電葫蘆的吊鉤相連，電磁鐵(5-6)的電源線通過吊裝塊內部通孔引出并用防水絕緣膠帶纏繞，圓柱形吊裝塊(5-7)的的質量大于電磁鐵(5-6)的質量，外徑介于電磁鐵(5-6)外徑和控制棒導向管(6)內徑之間，目的是在放入套管時防止其受水流沖擊晃動翻滾；

試驗時非能動控制棒模型(10)在流體力和重力作用下，在控制棒套管內上下運動，上端通過控制棒限位器(3-4)約束，下端通過水力緩沖器和定位凸臺約束，試驗前后通過吊裝機構(11)和電磁鐵(5-6)移動非能動控制棒模型(10)；試驗壓力為近常壓，運行溫度達到78℃，流量范圍為0～50t/h。

2.根據權利要求1所述的一種研究液力懸浮式非能動停堆裝置性能的可視化試驗裝置，其特征在于：所述可視化套管(5)和控制棒導向管(6)通過帶定位鍵的六螺孔法蘭連接，并有Y型密封圈和O型密封圈雙重密封。

3.根據權利要求1所述的一種研究液力懸浮式非能動停堆裝置性能的可視化試驗裝置，其特征在于：所述流動調整器(3)采用19孔管束式結構，能夠在降低旋轉流影響的同時產生正常的流速分布廓形，縮短必要的直管段。

4.根據權利要求1所述的一種研究液力懸浮式非能動停堆裝置性能的可視化試驗裝置，其特征在于：所述水力緩沖器(4)沿圓管軸向開有三層對稱的卸壓孔，內部安裝有壓縮彈簧和尼龍墊片，通過縮頸引入的液壓力和彈簧的阻尼力雙重作用實現落棒緩沖。