• 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 行业动态>
  • 核级阀门电动执行器抗震试验研究
    发布日期:2016-1-24


    摘 要:介绍了SDQH25型和SDQH50型核级阀门电动执行器的抗震试验。试验利用地震模拟试验台,采用多频波法,按照要求的响应谱用人工模拟加速度时程控制,对SDQH25型和SDQH50型核级阀门电动执行器进行动态特性探查试验和5次OBE地震模拟试验及1次SSE地震模拟试验。试验验证了SDQH25型和SDQH50型核级阀门电动执行器在地震载荷作用下能正常工作。

    本页关键词:进口球阀-进口电动球阀-进口气动球阀

    0 前言

    为保证核电站的安全运行,核电站所使用的设备、建筑等都必须经过相应的抗震试验,以保证其抗震能力能够在平时可能地震的情况下对核电站的运行不造成影响。并且在有可能发生的最严酷地震状况下仍能做到安全停堆。核级阀门电动执行器是用于控制核电站的相关电动阀门,从而保证系统的安全稳定运行,是核电站的重要设备之一。核级阀门电动执行器作为核电站的重要设备,必须要验证核级阀门电动执行器的抗震性能,因此要进行电动执行器实际工况的抗震试验。以下着重介绍了研究SDQH型核级阀门电动执行器的抗震试验。

    1 电动执行器构成及参数

    SDQH型核级阀门电动执行器主要是开启和关闭核电站的风阀、闸阀、截止阀等,其主要由罩盖,下壳体、连接盘、驱动电机、手动部件、电气组件及传动部件等零部件构成,如图1所示。传动部件由一对正齿轮及NN型少齿差行星齿轮组成。主要技术参数如表1。

    图1 SDQH型结构图

    表1 技术参数

    2 抗震试验

    抗震试验的目的是通过试验,验证SDQH型样机在地震载荷作用下能否正常工作,是否能保持其完整性和可运行性。

    SDQH25型和SDQH50型核级阀门电动执行器抗震试验所用的设备分别为中国核动力研究设计院核级设备鉴定试验室6m×6m大型高性能地震模拟试验台和同济大学土木工程防灾国家重点实验室振动台试验室4m×4m地震模拟振动台。抗震试验按照实际工况安装,将SDQH型核级阀门电动执行器与风阀固定连接,同时被安装在振动台面上,通过振动台施加与预计地震等效的激励,并测试被测设备的响应。安装设备的方案如图2所示,SDQH25型和SDQH50型与风阀安装方案相同。坐标系的建立见图2,原点设置在连接盘底部中心处,Y轴正向为连接盘垂直方向,Z轴正向为手柄方向。同时在罩盖处和手轮处分别设置加速度传感器测点。在地震试验前首先进行动态特性探查测试,然后经过5次小量级的OBE地震模拟试验和1次大量级的SSE地震模拟试验。

    图2 设备安装及加速度测点

    2.1 动态特性探查试验

    通过动态特性探查试验查明设备的固有频率和阻尼比,获得设备的固有动态特性,并以此为基础,验证数学模型的合理性或对数学模型进行修正,选择抗震试验的最佳试验方法。试验中,在电动执行器3个正交轴方向进行激振,输入加速度幅值为0.2g,激励类型为正弦扫频,扫描历时120s。

    样机的固有频率可通过频谱图得到,图3和图4所示为X、Y、Z3个方向的频谱图。

    图3 SDQH25型频谱图

    图4 SDQH50型频谱图

    从图3和图4中可以看出SDQH25样机X方向的固有频率大于100Hz;Y方向的固有频率为85.11Hz;Z方向的固有频率为15.05Hz。SDQH50样机X方向的固有频率为15Hz;Y方向的固有频率为21.25Hz;Z方向的固有频率为15.25Hz。样机3个方向的固有频率相对于振动试验所测值下降,在振动试验中,SDQH25型X、Y、Z方向的固有频率分别为:大于200Hz、74.6Hz、63.3Hz,SDQH50型X、Y、Z方向的固有频率分别为:131Hz、132.6Hz、129.2Hz。这主要是由于样机在振动试验中是直接与振动台相连,而在抗震试验中是按照实际工况与风阀相连并固定在振动台面上。

    2.2 抗震试验

    抗震试验采用多频波法,用人工模拟加速度时程控制,时程由要求的响应谱RRS计算生成,同时由该人工模拟加速度时程所转换得到的目标响应谱TRS必须包络RRS。试验要求的响应谱如图5所示,其频率范围为0.2~100Hz,阻尼比为4%。按照要求的地震加速度响应谱,生成的人工模拟地震波作为输入信号激励振动台台面进行抗震试验。

    图5 抗震试验响应谱图

    地震响应是指抗震试验中被试设备对输入激励的放大情况。地震响应与被试设备的自振特性、地震输入频谱以及振动量级有关,是被试设备对地震输入综合反应的结果。表2为被试设备测点处加速度响应的最大峰值(绝对值)。从表2中可见,在SSE地震模拟试验中,SDQH25型在相同位置测点的加速度高于SDQH50型的测点值,这主要是由于SDQH50与SDQH25质量和质心位置不同以及振动台等综合因素产生的样机对地震加速度响应的差异;SDQH25型手轮测点处的加速度反应最大,三轴向峰值分别为15.9g、20g、14.9g。在整个抗震试验中,SSE地震模拟试验最为严酷,图6和图7所示为抗震试验的SSE地震模拟试验加速度时程图。从图6和图7中可以看出,试验时间约为30s,其中强震时间超过20s。样机在SSE试验前处于开启状态,试验开始后在强震过程中操作电动执行机构对风阀进行关闭。试验中,被试设备工作处在正常运行状态,试验过程中和试验后,被试设备始终保持其完整性。

    表2 设备测点处加速度响应

    图6 SDQH25型SSE地震模拟试验的加速度时程

    图7 SDQH50型SSE地震模拟试验的加速度时程

    3 结束语

    综上所述,在对SDQH25型和SDQH50型样机进行规定的抗震试验后,试验验证了两种核级阀门电动执行器在地震载荷作用下能正常工作,并且样机结构及工作性能保持完好。

    文章链接:http://www.dghwvalve.com/

首页 | 公司简介 | 动态资讯 | 产品展示 | 阀门选型 | 工程案例 | 资料下载 | 客户反馈| 网站地图 | 联系我们

销售电话:020-32399500 图文传真:020-32398971  企业邮箱:leovalve@126.com
公司地址:广东广州黄埔区黄埔东路633  邮编:510700

网址:http://www.dghwvalve.com/

备案号:粤ICP备15070090号