[發(fā)明專利]一種研究復合運動條件穩(wěn)壓器液位變化規(guī)律的實驗系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2021-08-29
• 公開（公告）號: CN113686411B
• 公開（公告）日: 2023-08-01
• 發(fā)明（設計）人: 李東陽;張彪;魏天一;李堂鈺;鐘文義;宋鵬;譚思超
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G01F23/284
• 分類號: G01F23/284;G01F23/14;G01M10/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明在于提供一種研究復合運動條件穩(wěn)壓器液位變化規(guī)律的實驗系統(tǒng)，屬于船用反應堆熱工水力實驗研究技術領域。本發(fā)明包括地坑、六自由度運動平臺、實驗本體、支撐架、充排水系統(tǒng)和管路、數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)，六自由度運動平臺可根據(jù)研究需要實現(xiàn)不同運動類型如橫搖、縱搖、橫蕩、縱蕩、垂蕩、艏搖等運動及其多種運動復合運動；充排水系統(tǒng)和管路可實現(xiàn)對穩(wěn)壓器在實際海洋條件復合運動條件下的液位變化規(guī)律進行測量；實驗裝置設置有堅固的固定安裝支撐裝置，確保實驗裝置可以在較為劇烈的工況下運行；整個實驗系統(tǒng)設置于地坑內，地坑設有儲水槽，可在事故時提供一定保護；數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)通過自帶WiFi傳輸給PC端進行保存和處理。

技術領域

本發(fā)明屬于船用反應堆熱工水力實驗研究技術領域，具體涉及一種研究復合運動條件穩(wěn)壓器液位變化規(guī)律的實驗系統(tǒng)。

背景技術

穩(wěn)壓器作為核動力裝置中壓力安全系統(tǒng)的主要設備，在反應堆的各種正常運行工況或者事故情況下，對一回路冷卻劑壓力起著調節(jié)、控制和保護作用。一回路是一個封閉的回路，其中的冷卻劑體積隨著堆芯功率的升高或者降低而膨脹或者收縮，進而引起穩(wěn)壓器中水體積的變化，而若穩(wěn)壓器水位過高，就有喪失壓力控制能力的危險，安全閥進水而使其有可能失去作用；若其水位過低，則電加熱元件將會露出水面而燒毀，因此要對穩(wěn)壓器內的液位進行監(jiān)測，繼而對其進行調節(jié)，來使水位維持在正常范圍內。穩(wěn)壓器的水位，一般由差壓式液位計來監(jiān)測，通過測點的壓力差值轉化為液位值來進行讀取。

相比于路基核電站，海上核動力設備如浮動平臺堆以及艦船用反應堆受到海洋條件如風浪、潮汐、海嘯等的影響，會引入搖擺、起伏、晃蕩以及多種運動復合的情況。中國海域地處風浪多發(fā)的西太平洋地區(qū)，勢必會經(jīng)受更嚴重的海洋條件影響，引入附加的加速度，導致信號出現(xiàn)大幅度波動，從而導致壓力安全系統(tǒng)不能夠對液位變化進行正確響應，一回路的安全運行得不到保證，所以對海洋條件影響穩(wěn)壓器內液位波動規(guī)律的研究是很有必要的。當浮動平臺或核動力艦船在海上運行時，由于受到風、海浪、洋流、地震等環(huán)境載荷的影響，穩(wěn)壓器的內部自由液面將產(chǎn)生大幅度波動，引起水平或豎直方向附加加速度，目前核動力設備內主要采用差壓式液位計測量方法反饋水位信號來監(jiān)測穩(wěn)壓器內部真實水位，該現(xiàn)象會導致差壓測量方式測得的水位偏離實際水位，對信號的判斷與控制產(chǎn)生不利影響；并且波動液面會頻繁觸發(fā)水位報警信號，造成穩(wěn)壓器噴淋管的淹沒、電加熱棒裸露等，降低反應堆安全性和經(jīng)濟性。因此也有必要對穩(wěn)壓器在液面晃蕩條件下液位測量技術展開研究。通過研究復合運動條件下穩(wěn)壓器內液位波動規(guī)律

中國專利CN209745518U公布了一種適用于研究穩(wěn)壓器搖擺水位與壓力波動測量實驗系統(tǒng)。該系統(tǒng)由實驗本體、驅動系統(tǒng)、液位測量系統(tǒng)、壓力采集系統(tǒng)及連接支撐件五個部分組成。實驗驅動機構為單自由度搖擺實驗臺，實驗本體為穩(wěn)壓器縮比模型，其底部安裝有貼片式的壓力傳感器，可以在不干擾流場的條件下實現(xiàn)壓力波動的精確測量。但其僅能研究橫搖運動條件下的穩(wěn)壓器液位測量及晃蕩特性，并且周期及幅值選擇較少，且僅能研究固定水裝量條件下的穩(wěn)壓器液位測量及晃蕩特性，難以推廣至復合運動條件下實堆運行時的穩(wěn)壓器液位測量研究。

又如中國專利CN209820738U一種適用于研究穩(wěn)壓器橫蕩水位與壓力波動測量實驗系統(tǒng)。與上段所述專利相似，該專利所述實驗系統(tǒng)僅能研究單自由度橫蕩條件下容器內液面晃蕩特性，且行程較短載重較低。

以上兩種裝置均難以推廣到實際復雜海況下大型容器的自由液面波動規(guī)律研究；且由于只能使用縮比后的小型容器，體積較小的情況下難以使用雷達液位計等其他液位測量儀表；也沒有考慮充排水等水裝量變化情況下的液位測量研究；且需使用有線采集系統(tǒng)采集各種信號，在運動條件下可能會有纏線或拖拽等危險情況發(fā)生。

發(fā)明內容

發(fā)明的目的在于提供一種研究復合運動條件穩(wěn)壓器液位變化規(guī)律的實驗系統(tǒng)。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：