[发明专利]反应堆环形流体域圆筒构件间附加质量矩阵实验测量装置及方法

说明书

本发明提出了一种反应堆环形流体域圆圆筒构件间附加质量矩阵实验测量装置及方法，依据快堆模型进行简化和缩比，五个支圆承筒按照快堆堆本体内的放置关系相对主泵支承圆筒对称放在一个夹角为180度半环域装置内，半环域装置内充满水，每个支承圆筒布置三层测点，测点均在水下，每层测点都布置有加速度传感器与压力传感器测量加速度和压力。利用激振器对各支承圆筒分别进行激振，根据多个水中相互作用的实体所受流体作用力公式计算得到附加质量矩阵。本发明通过有针对性的选取传感器以及测点位置，使得所得结果更加准确稳定。采取该装置的测量方式可以更好地评估有限流域内相邻圆柱体之间的流固耦合特性。

技术领域

本发明属于核电能源技术领域，具体涉及一种反应堆环形流体域圆筒构件间附加质量矩阵实验测量装置及方法。

背景技术

反应堆堆本体内有很多相邻的非同轴设备支承圆筒，这些支承圆筒之间的流固耦合作用会随着圆筒间距的减小而显著增大。对于非同轴圆柱体，现有的公式针对于单个物体在无限流体域中的流固耦合特性，其附加质量的推导公式并不适用于堆本体内设备支承件的流固耦合参数计算。一方面，堆本体的流体域是一个环形域，与无限流体域的流体振动参数、振型等不一致；另一方面，堆本体内设备支承圆筒数量较多，且间隙较小，在发生流固耦合作用时相邻圆筒之间的影响很大。

由于这些支承圆筒的布置非规则，目前一般采用有限元法针对特定布置方式建模，流固耦合的有限元建模方法有一定的参考性但普遍缺乏试验验证，且由于支承圆筒之间间隙较窄，模拟出来的结果对于窄间隙太过保守。因此，针对本问题的实验验证很有必要。一般实验测量附加质量矩阵的装置很少，但在实际实验测量中，传感器种类的选取与位置的布置对实验结果有较大影响，不同方式测量出的流固耦合参数具有较大的偏差，常常与数值模拟或理论推导的结果差异较大，增加了数值模拟等评估方法的不确定性。

发明内容

针对上述问题，本发明依据快堆模型进行简化和缩比，建立了能够通过实验测量地震作用下反应堆堆本体环域内布置的非同轴圆圆筒构件对排开液体附加质量的装置，得到大环域内设备支承圆筒的动液载荷和各个设备支承圆筒的附加质量矩阵。通过有针对性的选取传感器以及测点位置选取，使得所得结果更加准确稳定。支承圆筒顶部设置可拆卸可调节重量的配重片，可方便探究支承圆筒顶部重量不同对流固耦合效应的影响。采取该装置的测量方式可以更好地评估有限流域内相邻圆柱体之间的流固耦合特性。

本发明提出了一种反应堆环形流体域圆筒构件间附加质量矩阵实验测量装置，包括：一个主泵支承圆筒，两个中间热交换器(DHX)支承圆筒，两个独立热交换器(IHX)支承圆筒，五个支圆承筒按照快堆堆本体内的放置关系相对主泵支承圆筒对称放在一个夹角为180度的封闭扇形区域，所述扇形区域为径向热屏蔽内层和堆芯屏蔽外层所围成的半环域装置，所述半环域装置外底部延伸出可固定螺栓的孔板，用来将整个半环域装置固定在地面或振动台上，所述半环域装置内充满水；每个支承圆筒布置多层测点，每层测点都布置有加速度传感器与压力传感器测量加速度和压力，所述测点均在水下；实验时利用激振器对各支承圆筒分别进行激振，根据多个水中相互作用的实体所受流体作用力公式计算得到附加质量矩阵。

优选地，所述五个支承圆筒采用可拆卸的形式安装在所述环域内，所述五个支承圆筒间的距离可变。

优选地，各支承圆筒顶部设置可添加配重的圆台，圆台和配重片中间都留有圆孔，以便各传感器线从支承圆筒顶部伸出。

优选地，所述半环域装置内的水面高度为0.6米至1.5米。

更优选地，所述半环域装置内的水面高度为1.2米。

优选地，所述每层测点沿支承筒圆周均匀布置。

优选地，每层布置压力测点至少8个，加速度测点至少2个。

更优选地，每层布置加速度测点至少4个。