一种脉动压力测量装置及其使用方法

文档序号:193519 发布日期:2021-11-02 浏览:47次 >En<

阅读说明:本技术 一种脉动压力测量装置及其使用方法 (Pulsating pressure measuring device and using method thereof ) 是由 喻丹萍 马建中 孙磊 于 2021-07-23 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种脉动压力测量装置及其使用方法,其中,脉动压力测量装置包括保护罩和高温高压压力传感器,所述保护罩上设置有测量通孔,所述高温高压压力传感器通过固定件固定在所述保护罩内,且所述高温高压压力传感器的敏感面贯穿所述测量通孔并与所述测量通孔平齐。本发明的目的在于提供一种脉动压力测量装置及其使用方法,解决现有技术中需要在测量结构上开设开孔才能进行反应堆内结构表面压力测量的问题。(The invention discloses a pulsating pressure measuring device and a using method thereof, wherein the pulsating pressure measuring device comprises a protective cover and a high-temperature high-pressure sensor, a measuring through hole is formed in the protective cover, the high-temperature high-pressure sensor is fixed in the protective cover through a fixing piece, and the sensitive surface of the high-temperature high-pressure sensor penetrates through the measuring through hole and is flush with the measuring through hole. The invention aims to provide a pulsating pressure measuring device and a using method thereof, which solve the problem that the surface pressure of a reactor inner structure can be measured only by arranging an opening on a measuring structure in the prior art.)

一种脉动压力测量装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及反应堆堆内构件结构表面压力测试技术领域,尤其涉及一种脉动压力测量装置及其使用方法。

背景技术

对于反应堆,需要高流速的冷却剂带走核反应产生的大量热量,冷却剂流动会导致堆内结构振动,只要反应堆运行,堆内结构就存在流致振动问题。考虑冷却剂流动诱发的反应堆系统结构部件的振动时,需要了解流体对结构的激励载荷,通过安装于堆内结构上的高温高压脉动压力传感器,测量流体作用于结构表面的脉动压力,进一步评价结构的振动安全性,具有重要的工程意义。

目前,用于测量反应堆内结构表面压力的高温高压压力传感器设计为带一体式导线的铠装型,传感器头的前端为测量压力的敏感面,后端为传感器不锈钢长导线,一般的安装方式为传感器穿过结构预开孔后,传感器头的前端敏感面和结构表面平齐,后端布置传感器导线,在不影响流场的前提下,测量流体作用于结构上的压力波动产生的载荷。

而实际核电厂的堆内构件一般不允许为安装压力传感器而破坏结构进行开孔,且即使允许开孔,后端也没有布置传感器导线的操作空间,所以需要在不破坏测量结构的前提下,设计专门的压力测量装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种脉动压力测量装置及其使用方法,解决现有技术中需要在测量结构上开设开孔才能进行反应堆内结构表面压力测量的问题。

本发明通过下述技术方案实现:

一种脉动压力测量装置,包括保护罩和高温高压压力传感器,所述保护罩上设置有测量通孔,所述高温高压压力传感器通过固定件固定在所述保护罩内,且所述高温高压压力传感器的敏感面贯穿所述测量通孔并与所述测量通孔平齐。

现有技术中,为进行反应堆内结构表面压力的测量,需要在测量结构上开设用于安装传感器的开孔,因此会破坏堆内构件的结构,而在核领域中,堆内构件的结构都是有着特殊要求的,有的堆内构件结构的破坏会影响该构件的使用寿命,从而增加使用或维修成本,有的堆内构件结构的破坏存在一定的风险。基于此,本方案提出了一种压力测量装置,在具体使用时,无需在堆内构件上进行预开孔操作,而是直接将压力测量装置安装于结构表面,试验完成以后在进行拆卸处理,因此,不会对堆内构件的结构进行破坏,可以克服现有技术中存在的缺陷。此外,由于测量装置可拆卸,因此高温高压压力传感器可以重复使用,可有效节省试验成本。

优选地,所述固定件为中空螺栓。

中空螺栓即螺杆为中空的螺栓,具体使用时,根据高温高压压力传感器的尺寸选择相应尺寸的中空螺栓,以使得高温高压压力传感器既可以放置在螺杆的中空部分,同时高温高压压力传感器又不会从螺杆的中空部分掉落。

优选地,所述测量通孔内设置有螺纹,所述中空螺栓与所述测量通孔螺纹连接。

优选地,所述高温高压压力传感器为带一体式导线的铠装型传感器。

优选地,所述保护罩内还设置有固定装置,设置于所述保护罩内的高温高压压力传感器导线固定在所述固定装置上。

由于在使用过程中,冷却剂会冲刷保护罩的外表面,为避免因冷却水长时间冲刷保护罩导致中空螺栓与测量通孔松动而脱落,保护罩内表面还设置有固定装置,用于将位于保护罩内的压力传感器导线固定,从而减少脱落的风险,或者在脱落的时候,通过固定的传感器导线保护压力传感器头,避免脱落的压力传感器头与结构表面触碰,损坏压力传感器头。

同时,考虑到压力传感器导线外露于中空螺栓的底部,因此,压力传感器导线与保护罩顶部存在一定的间距,如果直接将压力传感器导线固定在保护罩的顶部,则压力传感器导线会存在一定的弯折,容易导致弯折处折断。基于此,本实施例在具体实施时,固定装置设置为两个,其中一个设置在保护罩的顶部,另一个设置于保护罩的侧壁。具体地,通过在顶部设置固定座,使得固定座的高度稍高于中空螺栓的底部,从而使得在对压力传感器导线进行固定时,不会对压力传感器导线进行直角水平弯折,而是保持压力传感器导线垂直延伸后再缓慢水平弯折,避免导致弯折处折断;同时在保护罩的内侧面和固定座上均设置卡接件,通过卡接件对压力传感器导线进行固定,不仅操作简单还可以节省操作时间,提升工作效率。

优选地,所述测量通孔设置于所述保护罩的中心。

优选地,所述保护罩设置为椭球形。

优选地,所述保护罩的外表面设置为光滑面。

优选地,所述保护罩的半径至少为所述保护罩高度的10倍。

一种脉动压力测量装置的使用方法,包括以下子步骤:

S1:将所述保护罩点焊在测量结构的外表面;

S2:将外露于所述保护罩的高温高压压力传感器导线引出压力容器,并接入测量系统;

S3:开始测量,并记录压力信号;

S4:测量完成,打磨点焊处,拆除所述保护罩。

本发明与现有技术相比,具有如下的优点和有益效果:

1、在不破坏测量结构的前提下,可以测量反应堆内结构表面的压力;

2、测量装置结构简单,安装和拆卸方便,打磨拆除后测量结构恢复原状;3、保护压力传感器及导线不受水流冲刷损坏,传感器可以重复使用。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解,构成本申请的一部分,并不构成对本发明实施例的限定。在附图中:

图1为本发明脉动压力测量装置的俯视图;

图2为本发明脉动压力测量装置的剖视图;

附图中标记及对应的零部件名称:

1、保护罩;2、压力传感器头;3、中空螺栓;4、压力传感器导线;5、固定装置。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面结合实施例和附图,对本发明作进一步的详细说明,本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明,并不作为对本发明的限定。

实施例1

本实施例提供了一种脉动压力测量装置,如图1所示,包括保护罩1和高温高压压力传感器,保护罩1上设置有测量通孔,高温高压压力传感器通过固定件固定在保护罩1内,且高温高压压力传感器的敏感面贯穿测量通孔并与测量通孔平齐。

现有技术中,为进行反应堆内结构表面压力的测量,需要在测量结构上开设用于安装传感器的开孔,因此会破坏堆内构件的结构,而在核领域中,堆内构件的结构都是有着特殊要求的,有的堆内构件结构的破坏会影响该构件的使用寿命,从而增加使用或维修成本,有的堆内构件结构的破坏存在一定的风险。基于此,本方案提出了一种压力测量装置,在具体使用时,无需在堆内构件上进行预开孔操作,而是直接将压力测量装置安装于结构表面,试验完成以后在进行拆卸处理,因此,不会对堆内构件的结构进行破坏,可以克服现有技术中存在的缺陷。此外,由于测量装置可拆卸,因此高温高压压力传感器可以重复使用,可有效节省试验成本。

具体地,本实施例中的高温高压压力传感器为带一体式导线的铠装型传感器,即:高温高压压力传感器包括压力传感器头2和压力传感器导线4,其中,压力传感器头2的前端为测量压力的敏感面,压力传感器头2的后端连接不锈钢长导线(压力传感器导线4);固定件设置为中空螺栓3,压力传感器头2设置于中空螺栓3的螺杆内并外露于螺杆的顶部,压力传感器导线4外露于螺杆的底部;测量通孔的内壁设置有螺纹,中空螺栓3的外螺纹与测量通孔的内螺纹连接,从而使得将压力传感器头2固定在保护罩1的内部。另外,通过调节中空螺栓3与测量通孔的接触深度,使得压力传感器头2的敏感面贯穿测量通孔并与测量通孔平齐,从而保证高温高压压力传感器检测的准确性。

进一步地,由于在使用过程中,冷却剂会覆盖在保护罩1的外表面,为了减小保护罩1对原流场的影响,即:避免保护罩1对冷却剂的流动造成影响,发明人经过多次设计和试验过后发现,将保护罩1设置为椭球形并平滑过渡,可以减小对流场的影响;同时在满足高温高压压力传感器能放在保护罩内部的情况下,将保护罩1的高度设置为小于原流场宽高度的5%,保护罩1的半径设置为保护罩1高度的10倍以上,对原流场的影响在工程上基本可以忽略。同时为了使得高温高压压力传感器测量的压力数据更加准确,测量通孔设置于保护罩1的中心,从而避免当高温高压压力传感器设置于椭球形保护罩1侧面时,因椭球形保护罩1对冷却剂的流动造成阻挡,使得测量结果不准的情况。

另外,由于高温高压压力传感器是设置在保护罩1内部,而保护罩1内部的冷却水基本为死水,因此,在具体使用时,可有效避免因冷却剂冲刷压力传感器导线4而造成的导致压力传感器导线4损坏。

此外,为避免因冷却水长时间冲刷保护罩1导致中空螺栓3与测量通孔松动而脱落,保护罩1内表面还设置有固定装置5,用于将位于保护罩1内的压力传感器导线4固定,从而减少脱落的风险,或者在脱落的时候,通过固定的传感器导线4保护压力传感器头2,避免脱落的压力传感器头2与结构表面触碰,损坏压力传感器头2。

进一步地,考虑到压力传感器导线4外露于中空螺栓3的底部,因此,传感器导线与保护罩1顶部存在一定的间距,如果直接将压力传感器导线4固定在保护罩1的顶部,则压力传感器导线4会存在一定的弯折,容易导致弯折处折断。因此,本实施例在具体实施时,固定装置5设置为两个,如图1和图2所示,其中一个设置在保护罩1的顶部,另一个设置于保护罩1的侧壁。具体地,通过在顶部设置固定座,使得固定座的高度稍高于中空螺栓3的底部,从而使得在对压力传感器导线4进行固定时,不会对压力传感器导线4进行直角水平弯折,而是保持压力传感器导线4垂直延伸后再缓慢水平弯折,以避免导致弯折处折断;同时在保护罩1的内侧面和固定座上均设置卡接件,通过卡接件对压力传感器导线4进行固定,不仅操作简单还可以节省操作时间。

以下对本方案的脉动压力测量装置的组装方法进行说明:

(1)将压力传感器头2安装到中空螺栓3的中空螺杆内,并使得压力传感器头2平齐于中空螺杆的顶部;

(2)将中空螺栓3通过测量通孔固定到保护罩1上,最终要使得压力传感器头2的敏感面与测量通孔平齐,即:确保压力传感器头2前端的敏感面和椭球形保护罩1的外表面平齐,不出现凹凸而影响流场,以确保脉动压力测量数据的准确;

(3)将位于椭球形保护罩1内部的压力传感器导线4固定到椭球形保护罩1的内表面。

实施例2

本实施例提供了一种脉动压力测量装置的使用方法,包括以下子步骤:

S1:将保护罩1通过点焊的方式固定在测量结构的外表面;

S2:将外露于保护罩的高温高压压力传感器导线引出压力容器,并接入测量系统;

S3:开始测量,并记录压力信号;

S4:测量完成,打磨点焊处,拆除脉动压力测量装置。

其中,值得说明的是:在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

最后应说明的是:以上所述实施例,仅为本发明的具体实施方式,用以说明本发明的技术方案,而非对其限制,本发明的保护范围并不局限于此,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改、变化或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

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