[发明专利]模拟热工实验回路在海洋升潜和摇摆运动条件受力的装置

说明书

技术领域

本发明涉及反应堆热工水力模拟试验技术领域，具体涉及模拟热工实验回路在海洋升潜和摇摆运动条件受力的装置。

背景技术

船舶在海洋中行驶会受到海洋条件的影响，由于受到风、浪、涌等典型海洋条件作用产生的力场会使船用核动力装置产生附加加速度。附加惯性力的存在对冷却剂流动可能会产生驱动或阻碍作用，并可能会使反应堆冷却剂产生周期性波动，破坏系统的稳定运行。为了揭示海洋运动条件对船舶核反应堆热工水力运行特性的影响规律，需要建立模拟海洋条件产生的力场装置和方法，以此模拟船舶核动力装置在海洋航行中的运行状态，从而掌握和了解海洋条件对核动力装置的影响特点和规律，以此为依据采取相应的运行操作方式，保证舰船核动力装置的安全可靠运行。

早在上世纪五六十年代，国内外就开展了海洋运动产生附加力场的模拟方法研究，并建立了一些海洋条件下核动力热工水力系统试验装置。这些海洋条件试验平台通常采用液压控制台控制液压缸的运动，或者采用电动马达控制丝杠传动，使海洋条件试验平台按照指定的模式模拟倾斜、升潜和摇摆等典型海洋运动条件。这些海洋条件试验平台对控制系统和传动系统的精度要求非常高，通常造价也非常昂贵。

本发明提供了一种极简易模拟海洋升潜和摇摆运动条件产生的力场对核反应堆热工水力系统运行特性影响的方法和装置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：现有模拟海洋条件作用产生力场的装置，对控制系统、传动系统精度要求高，造价高昂等技术问题。本发明目的在于：提供热工实验回路在海洋升潜和摇摆运动条件受力的装置，采用曲柄连杆结构，曲柄连杆结构可将变频电机的转动转化为连杆的转动，通过连杆的转动代用热工实验回路作摇摆运动，通过连杆和垂直运动拉索，实现热工实验回路的升潜运动，则对海洋运动条件下热工实验回路产生的附加力场受力进行模拟。解决了现有的海洋条件试验平台如液压控制台要求精度高，造价昂贵等技术问题。

本发明通过下述技术方案实现：

模拟热工实验回路在海洋升潜运动条件附加力场受力装置，包括曲柄连杆结构、变频电机、垂直运动拉索，垂直运动拉索的一端与热工实验回路的顶部连接，另一端与曲柄连杆结构的连杆顶端连接，曲柄连杆结构的曲柄与变频电机的输出端连接，变频电机的旋转带动曲柄连杆结构的曲柄转动，进而转化为曲柄连杆结构的连杆摆动，再经垂直运动拉索转换为竖直方向上摆动。

本技术方案所述的模拟热工实验回路在海洋运动条件附加立场受力的装置，相对于现有技术提供一种极其简易的用于模拟海洋条件产生的立场对核反应堆热工水力系统运行特性影响的装置，该结构可用于海洋条件下反应堆关键设备，如堆芯模拟体、蒸汽发生器以及主回路系统热工水力特性的试验研究。而现有技术中模拟装置，如海洋条件试验平台，工作原理为：采用液压控制台控制液压缸的运动，或采用电动马达控制丝杠传动，使海洋条件试验平台按照预定的模式模拟倾斜、升潜和摇摆等海洋运动条件。这些海洋条件试验平台要完成模拟试验对控制系统、传动系统的均对有精度要求太高，造价也相对昂贵。

而本技术方案采用变频电机、曲柄连杆结构、垂直运动拉索，垂直运动拉索的两端，一端与热工实验回路的顶部连接，另一端与曲柄连杆结构的连杆顶端连接，曲柄连杆结构的曲柄与变频电机连接，变频电机的旋转带动曲柄连杆结构的曲柄转动，曲柄连杆结构将曲柄的转动转变为连杆的摆动，再经垂直运动拉索的拉动作用将水平方向上的摆动转变为竖直方向上的摆动，由于垂直运动拉索与热工实验回路的连接，垂直运动拉索带动热工实验回路在竖直方向上摆动，即完成热工实验回路受到海洋条件产生竖直方向上附加力场的模拟。

模拟过程中可通过改变变频电机的转速，实现不同升潜加速度的模拟，且可改变曲柄连杆结构中曲柄和连杆之间连接杆的长度，实现不同升潜幅值的模拟。

其中，本技术方案中涉及到的热工实验回路具体结构包括反应堆模拟体、蒸汽发生器等设备、以及流量调节装置、流量测量装置等辅助设备，及设备之间通过管道连接。且根据舰船反应堆热工水力试验的需求，可在热工实验回路上增加其他设备，故热工实验设备的具体结构以及连接关系对于本领域技术人员来说是公知，另，变频电机、垂直运动拉索、曲柄连杆结构的具体及其工作原理均为本领域公知的现有技术，此处不再详述。

优选地，所述热工实验回路上连接有热工实验回路支撑杆，热工实验回路支撑杆与固定在地面的支撑架活动连接。