[發明專利]可視化先導鈷靶件鈷棒流致振動實驗裝置

在審

• 申請號: 201711270202.8
• 申請日: 2017-12-05
• 公開（公告）號: CN107830979A
• 公開（公告）日: 2018-03-23
• 發明（設計）人: 譚思超;黃云龍;李鑫;米爭鵬;蘇建科;李興;盧瑞博;周鵬
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G01M7/02
• 分類號: G01M7/02;G01M10/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種可視化先導鈷靶件鈷棒流致振動實驗裝置，應用于不同流動工況下導向管內先導鈷靶件鈷棒振動特性研究，主要涉及到流體力學、材料力學、減振降噪、核安全等技術領域。

背景技術

由于流體流動誘發的部件振動問題在實際的工程應用中普遍存在，如機翼的顫振、蒸發器傳熱管的流致振動、海洋立管的渦致振動等。在反應堆結構中，同樣大量存在著因流體的沖擊引發的結構部件振動，例如在流動工質作用下的蒸汽發生器傳熱管、燃料棒、導向管中鈷棒等。先導鈷靶件在反應堆運行時，受到冷卻劑的影響，導向管中的鈷棒會產生激振現象。如果因鈷棒設計不當，可能會造成鈷棒振幅在某些流量范圍內出現異常的振動峰值，當鈷棒振動頻率接近或等于其固有頻率時，會導致鈷棒產生劇烈的共振振動，并有可能與導向管發生碰撞，使其壁面發生形變甚至產生破損，對反應堆的運行帶來安全隱患，因此，對于先導鈷靶件鈷棒流致振動的振動特性研究具有重大的意義。傳統的測量手段，通常是在振動部件表面布置相應的傳感器(位移傳感器、壓力傳感器等)以采集振動信息，但是這種方法會對流場產生干擾，尤其是對于環隙極小的先導鈷靶件鈷棒而言，傳統的傳感器測量方式會對測量精度帶來巨大影響。除了傳統的實驗手段，數值計算也是一種廣泛應用的分析手段，具有方便、快捷、成本低等優點，但是其結果需要準確的實驗數據驗證，因此需要一種實驗裝置既克服數值模擬結果準確性的不足，又能夠避免傳統測量裝置對流場擾動的現狀。因此有必要設計一種用于模擬先導鈷靶件鈷棒振動特性測量的實驗裝置，實現對其振動特性方便、廉價、精準的測量。本發明提供的是一種先導鈷靶件鈷棒振動特性可視化測量的實驗裝置，可以通過掃流試驗與臺階流量實驗驗證鈷棒是否會運行流量范圍內發生因流動引起的異常振動，分析其振幅大小及振動頻率，通過檢驗振動譜中是否出現共振峰來驗證鈷棒的流致振動特性是否可被接受，提供可靠的實驗數據，為評估鈷棒安全性能以及改進鈷棒的結構設計提供指導。

發明內容

本發明的目的是為了而提供一種結構簡單，價格低廉，數據采集準確方便，研究工況范圍廣的可視化先導鈷靶件鈷棒流致振動實驗裝置。

本發明的目的是這樣實現的：包括實驗本體、蓄水箱、多級離心泵，實驗本體的出水口與蓄水箱連通，實驗本體的進水口依次連接電磁流量計、兩個流量調節閥后與多級離心泵連接，多級離心泵與蓄水箱連接，所述試驗本體包括上封頭、設置在上封頭上端的上封頭排氣口、設置在上封頭側面的出水口、設置在上封頭下端的上部支撐板、石英導向管、鈷棒，所述石英導向管由上至下分為三段管段，相鄰兩個管段之間通過中間連接套管連接，上方管段的上端設置有上部連接套管，上部連接套管伸入至上部支撐板下端的管狀結構內，所述管狀結構上設置有定位螺紋孔，上部連接套管與管狀結構通過定位螺紋孔內的定位螺絲定位，下方管段的下端設置有底部連接套管，底部連接套管的端部是進水口，所述上部支撐板上還設置有定位梁，且定位梁與上部支撐板之間設置有定后塞尺，所述鈷棒的上端與定位梁連接、下端穿過上部支撐板后伸入至石英導管內。

本發明還包括這樣一些結構特征：

1.所述蓄水箱內設置有分隔板和換熱器。

2.所述管狀結構的下端部與上部連接套管的凸臺之間設置有氟膠O型環。

3.所述上封頭的材料是有機玻璃材料。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：(1)振動特性采用可視化測量的方法，不需在實驗測量段布置相應的傳感器，可以準確無擾地測量鈷棒的振動特性，并且可以直觀觀測到整個實驗過程中鈷棒的振動特征；(2)采用硅膠片壓緊密封以及壓緊氟膠O型環的密封方式，既滿足了實驗良好密封性的要求，同時又保證了安裝拆卸的靈活性；(3)導向管采用分級調節的調控方式，并通過定管螺紋孔內的可調螺絲對導向管的安裝位置進行微調，充分保證實驗裝置的安裝精度(4)結構簡單，價格低廉，易加工。