[发明专利]一种测量爆破阀管端载荷的装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及爆破阀领域，具体涉及一种测量爆破阀管端载荷的装置及方法。

背景技术

核电站是利用核裂变或核聚变反应所释放的能量产生电能的发电厂。第三代核电站的安全性和经济性都明显优于第二代核电站，由于安全是核电发展的前提，因此第三代核电站将会在未来呈广泛应用的趋势。

爆破阀是第三代核电站安全应急系统中必不可少的设备。爆破阀需要保证在核电站发生事故时正常开启。爆破阀是采用火药驱动，爆破阀的阀门开启时，会对爆破阀两端的管道产生很大冲击。目前，人们研制爆破阀时，因为爆破阀是采用悬空布置，所以人们无法测量出爆破阀爆破时对两端管道竖直方向的冲击力，因此，现有的爆破阀无法给爆破阀两端的管道提供重要的设计依据。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种测量爆破阀管端载荷的装置及方法，本发明能够测量爆破阀爆破时对两端管道竖直方向的冲击力，从而给爆破阀两端管道提供重要的设计依据。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：一种测量爆破阀管端载荷的装置，包括千斤顶、称重传感器、数据采集系统和4个应变片：第一应变片、第二应变片、第三应变片和第四应变片；

所述测量爆破阀管端载荷的装置测量爆破阀管端载荷时，将待测试爆破阀的一端通过第一连接件固定，另一端通过第二连接件固定；将第一应变片、第二应变片相对贴于第一连接件的外侧壁，第一应变片、第二应变片与爆破阀的距离均为100～300mm；将第三应变片贴于第二连接件与第一应变片对应之处，将第四应变片贴于第二连接件与第二应变片对应之处；将称重传感器放置于爆破阀的下方，将千斤顶放置于称重传感器与爆破阀之间，千斤顶的顶部与爆破阀接触、且不受力；将第一应变片、第二应变片、第三应变片、第四应变片和称重传感器均与数据采集系统连接；

通过千斤顶调整爆破阀的高度，每次调整爆破阀的高度均不同，调整次数为10次以上，调整高度范围小于20mm；每次调整千斤顶的高度后，均通过数据采集系统记录称重传感器的载荷、第一应变片的应变值、第二应变片的应变值、第三应变片的应变值和第四应变片的应变值；

根据所有记录的称重传感器的载荷、第一应变片的应变值、第二应变片的应变值、第三应变片的应变值和第四应变片的应变值，利用最小二乘法计算得到称重传感器的载荷与应变值之间的线性关系公式：L＝m·x+b，其中L为称重传感器的载荷，x为应变值，m和b均为最小二乘法的常数；

根据所有记录的第一应变片的应变值和称重传感器的载荷值，利用最小二乘法计算得到第一应变片的应变值与称重传感器载荷值的相关系数R1；

根据所有记录的第二应变片的应变值和称重传感器的载荷值，利用最小二乘法计算得到第二应变片的应变值与称重传感器载荷值的相关系数R2；

根据所有记录的第三应变片的应变值和称重传感器的载荷值，利用最小二乘法计算得到第三应变片的应变值与称重传感器载荷值的相关系数R3；

根据所有记录的第四应变片的应变值和称重传感器的载荷值，利用最小二乘法计算得到第四应变片的应变值与称重传感器载荷值的相关系数R4；

将相关系数R1、R2、R3和R4进行比较，选取与最接近1的相关系数对应的应变片作为爆破阀测量应变片；

拆除爆破阀底部的千斤顶和称重传感器，将爆破阀点火驱动，爆破阀爆破时，通过数据采集系统记录爆破阀测量应变片的爆破应变值；将爆破应变值代入公式L＝m·x+b的x中，计算得到L值；将L值作为爆破阀爆破时对两端管道竖直方向的冲击力。

在上述技术方案的基础上，所述测量爆破阀管端载荷的装置还包括第一管道、第二管道，所述第一连接件采用第一管道，所述第二连接件采用第二管道。

在上述技术方案的基础上，所述千斤顶采用液压扁平千斤顶，其型号QB45/30。

在上述技术方案的基础上，所述传感器采用轮辐式称重传感器。

在上述技术方案的基础上，应变片采用为电阻应变片。

一种基于上述装置的测量爆破阀管端载荷的方法，包括以下步骤：