[发明专利]一种高温高压多相流冲击微动损伤测试系统及其实施方法

说明书

本发明公开了一种高温高压多相流冲击微动损伤测试系统及其实施方法，包括冲击微动试验装置和与冲击微动试验装置连通的水质循环处理系统；冲击微动试验装置包括高温高压容器；高温高压容器包括可开合的上腔体和下腔体；下腔体位于安装平台上，上腔体位于提升平台上；高温高压容器内部固定安装第一试验元件和第二试验元件；第一试验元件上安装光纤加速度传感器；第二试验元件位于高温高压容器中部，安装于光纤力传感器内，并依次与柔性连接件、激振活塞杆、连接盘和正交分布的两个高频电磁激振装置相连接；高温高压容器顶部安装加热元件，高温高压容器侧面通过开设的循环进水口和循环出水口与水质循环处理系统连通。

技术领域

本发明属于微动损伤测试的技术领域，具体涉及一种高温高压多相流冲击微动损伤测试系统及其实施方法。

背景技术

在压水堆核电系统中，由于流致振动现象的普遍存在，导致了在有紧配合和间隙配合存在的元件间常常发生冲击微动磨损，如蒸汽发生器传热管与梅花孔支撑板之间、燃料棒包壳管与格架弹簧之间以及控制棒包壳管和弹簧格架之间，微动磨损造成的构件的损伤和减薄往往会导致核电反应堆提前停堆检修，严重的甚至会发生泄漏事故，影响核电站的运行安全。

目前国内外关于核电元件的微动损伤已经开展了大量的研究工作，但大量的研究工作都集中于材料损伤机理的研究方面，对于在真实服役环境下，采用与工程使用条件基本相同的结构，并模拟真实工程运行条件下的微动损伤研究仍为空白，这要是由于核电服役环境相对极端，导致试验成本相对较高，而基于工程服役条件下的试验模拟又是建立损伤预测模型和检验材料和构件可靠性的关键所在。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的上述不足，提供一种高温高压多相流冲击微动损伤测试系统及其实施方法，以解决或改善上述的问题。

为达到上述目的，本发明采取的技术方案是：

一种高温高压多相流冲击微动损伤测试系统及其实施方法，其包括：冲击微动试验装置和与冲击微动试验装置连通的水质循环处理系统；

冲击微动试验装置包括高温高压容器；高温高压容器包括可开合的上腔体和下腔体；下腔体位于安装平台上，上腔体位于提升平台上；高温高压容器内部固定安装第一试验元件和第二试验元件；第一试验元件上安装光纤加速度传感器；第二试验元件位于高温高压容器中部，安装于光纤力传感器内，并依次与柔性连接件、激振活塞杆、连接盘和正交分布的两个高频电磁激振装置相连接；高温高压容器顶部安装加热元件，高温高压容器侧面通过开设的循环进水口和循环出水口与水质循环处理系统连通。

优选地，安装平台通过阻尼减振元件安装于与地面相连的若干根立柱上。

优选地，阻尼减振元件采用可抗剪切振动的橡胶。

可有效减缓剪切振动，减少对试验精度的影响。

优选地，提升平台通过石墨滑套沿导柱竖直运动，导柱固定于安装平台上。

提升平台可通过石墨滑套沿导柱上下运动，实现高温高压容器上腔体和下腔体的闭合和分离，且提升平台的上下运动通过气动提升装置实现，可以允许平台上下运动过程中具有一定的缓冲。

优选地，第一试验元件两端采用装夹装置安装于高温高压容器内部。

通过装夹装置将第一试验元件固定于高温高压容器内部。

优选地，激振活塞杆的密封点与高温高压容器之间设置冷却水套，密封点设置密封圈安装套，冷却水套前端设置导向套。

在激振活塞杆与高温高压容器之间采用强制冷却密封的方式实现动密封，先通过冷却水套通入循环冷却水，对激振活塞杆强制冷却，将密封的温度降低到密封圈适用的工作温度下，再通过两级密封的方式，对激振活塞杆与高温高压容器之间进行动密封。

优选地，激振活塞杆中部开设连通高温高压容器内部和外部压力腔的空心孔。