一種用于測量控制棒落棒沖擊力的測量裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及核動力設備研宄領域，尤其涉及一種用于測量控制棒落棒沖擊力的測量裝置。
【背景技術】
[0002]反應堆運行時通過控制棒提升高度來控制反應功率，在地震等緊急狀況下控制棒會在自重作用下快速落棒進入堆芯停止反應堆運行，控制棒落棒的沖擊力載荷是計算控制棒緩沖組件結構和相應接觸的堆芯結構是否安全的重要參數，所以在控制棒驅動線設計階段就應采用1:1的控制棒驅動線試驗模型進行落棒試驗以測量沖擊力載荷，通過試驗結果確定控制棒緩沖結構設計的合理性和安全性。
[0003]常規的沖擊力測量采用力傳感器即可進行測量，對于細長的控制棒驅動線結構，其位于有水的導向管內，空間狹小，且安裝力傳感器以后還要求保持原設計結構的落棒高度，所以無法采用常規力傳感器進行試驗，因此，設計出滿足狹小安裝空間的經濟實用的沖擊力測量裝置具有很大的難度和創新性。
[0004]綜上所述，本申請發明人在實現本申請實施例中發明技術方案的過程中，發現上述技術至少存在如下技術問題:
在現有技術中，由于對于細長的控制棒驅動線結構，其位于有水的導向管內，空間狹小，且安裝力傳感器以后還要求保持原設計結構的落棒高度，所以存在無法采用常規力傳感器進行試驗的技術問題。
【發明內容】
[0005]本發明提供了一種用于測量控制棒落棒沖擊力的測量裝置，解決了現有技術中存在無法采用常規力傳感器進行試驗的技術問題，實現了在不改變控制棒的落棒高度的同時保證了落棒試驗緩沖結構沖擊力數據測量的準確有效，該測量裝置結構簡單，加工和安裝方便，達到了節省試驗經費和時間的技術效果。
[0006]為解決上述技術問題，本申請實施例提供了一種用于測量控制棒落棒沖擊力的測量裝置，所述裝置包括:
圓柱，所述圓柱豎直方向設有一通孔，所述圓柱豎直方向中部外表面設有凹槽，所述凹槽使得所述圓柱中部呈均勻壁厚的圓筒狀，所述圓筒外部軸向安裝有M個防水應變計，所述M為大于等于I的正整數，各防水應變計在環向間隔360° /M均勻安裝在所述圓筒中部，所述測量裝置替換安裝在控制棒緩沖組件的壓緊環結構位置處。
[0007]其中，所述圓柱下端均設有N個接口，所述N為大于等于I的正整數，所述2N個接口均勻分布在所述圓柱下端，所述圓柱的高度、內徑和最大外徑尺寸與所述壓緊環結構的相應尺寸大小匹配，所述圓柱上的接口的尺寸和所述壓緊環結構上的接口尺寸大小匹配。
[0008]其中，所述圓筒的壁厚具體為5-15_之間的數值，當取最小數值時應通過力學計算確定該圓筒的強度能承受控制棒最大沖擊力載荷，當取最大數值時應通過力學計算確定該圓筒在測量控制棒最小沖擊力載荷時能產生大于20MPa的應力以提高測量精度，其中控制棒的最大和最小沖擊力載荷根據類似試驗的相關經驗確定。
[0009]其中，所述防水應變計通過防水膠安裝在所述圓筒上。
[0010]其中，所述防水應變計上設有導線，所述防水應變計通過所述導線與動態應變儀、數據采集系統連接。
[0011]其中，取M個防水應變計測量的平均值能夠提高沖擊力測量的精度，考慮到在圓筒外部安裝M個防水應變計的空間有限，一般取4個應變片均勻安裝在圓筒的4個方位可以代表整體沖擊力載荷，所以M可優選為4。
[0012]本申請實施例中提供的一個或多個技術方案，至少具有如下技術效果或優點: 將用于測量控制棒落棒沖擊力的測量裝置設計為包括:圓柱，所述圓柱豎直方向設有一通孔，所述圓柱豎直方向中部外表面設有凹槽，所述凹槽使得所述圓柱中部呈均勻壁厚的圓筒狀，所述圓筒外部軸向安裝有M個防水應變計，所述M為大于等于I的正整數，各防水應變計在環向間隔360° /M均勻安裝在所述圓筒中部，所述測量裝置替換安裝在控制棒緩沖組件的壓緊環結構位置處，的技術方案，即首先分析了控制棒落棒緩沖結構的設計和受力特點，選取能代表控制棒落棒沖擊力的壓緊環部件，設計一個相同高度和兩端相同接口尺寸的裝置替換原壓緊環結構部件，然后將該裝置中部外壁設計和加工為均勻薄壁圓筒，根據預計的沖擊力大小和材料的力學性能確定圓筒壁厚在5-15mm的范圍，確保圓筒在承受沖擊力時一方面不產生塑性變形，另一方面又有足夠大的應變響應以提高測量精度，接著在圓筒外部軸向采用防水膠安裝M個防水應變計，各應變計在環向間隔360° /M均勻安裝在中部，該部位在沖擊力作用下的應變響應很穩定，待應變計的防水膠固化以后，在材料試驗機上標定該裝置受軸向力載荷和應變的線性關系，采用M個應變計的測量平均值可以提高測量精度，最后將該測量裝置替換安裝在控制棒緩沖組件的壓緊環結構位置，通過測量落棒時的應變即可等效換算出落棒沖擊力，測量裝置安裝于控制棒驅動線上，M個應變計連接動態應變儀、數據采集系統，完成控制棒落棒沖擊力測量；采用多次落棒測量的平均值可以提高沖擊力測量結果的精度，測量裝置模擬了原型的落棒高度，確保了落棒時緩沖組件沖擊力測量結果的準確可靠，為該反應堆的控制棒驅動線緩沖結構設計選型和結構安全評審提供了依據，有效解決了現有技術中存在無法采用常規力傳感器進行試驗的技術問題，進而實現了在不改變控制棒的落棒高度的同時保證了落棒試驗緩沖結構沖擊力數據測量的準確有效，該測量裝置結構簡單，加工和安裝方便，達到了節省試驗經費和時間的技術效果。
【附圖說明】
[0013]圖1是本申請實施例一中反應堆控制棒驅動線緩沖試驗結構示意圖；
圖2是本申請實施例一中用于測量控制棒落棒沖擊力的測量裝置的結構示意圖；
圖3是本申請實施例一中用于測量控制棒落棒沖擊力的測量裝置的仰視圖；
其中，1-控制棒驅動線試驗模型；2_用于測量控制棒落棒沖擊力的測量裝置；3-防水應變計；4_圓柱；5_導線；6_通孔；7_凹槽；8_接口。
【具體實施方式】
[0014]本發明提供了一種用于測量控制棒落棒沖擊力的測量裝置，解決了現有技術中存在無法采用常規力傳感器進行試驗的技術問題，實現了在不改變控制棒的落棒高度的同時保證了落棒試驗緩沖結構沖擊力數據測量的準確有效，該測量裝置結構簡單，加工和安裝方便，節省了試驗經費和時間的技術效果。
[0015]本申請實施中的技術方案為解決上述技術問題。總體思路如下:
將用于測量控制棒落棒沖擊力的測量裝置設計為包括:圓柱，所述圓柱豎直方向設有一通孔，所述圓柱豎直方向中部外表面設有凹槽，所述凹槽使得所述圓柱中部呈均勻壁厚的圓筒狀，所述圓筒外部軸向安裝有M個防水應變計，所述M為大于等于I的正整數，各防水應變計在環向間隔360° /M均勻安裝在所述圓筒中部，所述測量裝置替換安裝在控制棒緩沖組件的壓緊環結構位置處，的技術方案，即首先分析了控制棒落棒緩沖結構的設計和受力特點，選取能代表控制棒落棒沖擊力的壓緊環部件，設計一個相同高度和兩端相同接口尺寸的裝置替換原壓緊環結構部件，然后將該裝置中部外壁設計和加工為均勻薄壁圓筒，根據預計的沖擊力大小和材料的力學性能確定圓筒壁厚在5-15mm的范圍，確保圓筒在承受沖擊力時一方面不產生塑性變形，另一方面又有足夠大的應變響應以提高測量精度，接著在圓筒外部軸向采用防水膠安裝M個防水應變計，各應變計在環向間隔360° /M均勻安裝在中部，該部位在沖擊力作用下的應變響應很穩定，待應變計的防水膠固化以后，在材料試驗機上標定該裝置受軸向力載荷和應變的線性關系，采用M個應變計的測量平均值可以提高測量精度，考慮到在圓筒外部安裝M個防水應變計的空間有限，一般取4個應變片均勻安裝在圓筒的4個方位可以代表整體沖擊力載荷，所以M可優選為4，最后將該測量裝置替換安裝在控制棒緩沖組件的壓緊環結構位置，通過測量落棒時的應變即可等效換算出落棒沖擊力，測量裝置安裝于控制棒驅動線上，M個應變計連接動態應變儀、數據采集系統，完成控制棒落棒沖擊力測量；采用多次落棒測量的平均值可以提高沖擊力測量結果的精度，測量裝置模擬了原型的落棒高度，確保了落棒時緩沖組件沖擊力測量結果的準確可靠，為該反應堆的控制棒驅動線緩沖結構設計選型和結構安全評審提供了依據，有效解決了現有技術中存在無法采用常規力傳感器進行試驗的技術問題，進而實現了在不改變控制棒的落棒高度的同時保證了落棒試驗緩沖結構沖擊力數據測量的準確有效，該測量裝置結構簡單，加工和安裝方便，達到了節省試驗經費和時間的技術效果。
[0016]為了更好的理解上述技術方案，下面將結合說明書附圖以及具體的實施方式對上述技術方案進行詳細的說明。
[0017]實施例一:
在實施例一中，提供了一種用于測量控制棒落棒沖擊力的測量裝置，請參考圖1-圖