一种多流道式的流致振动试验装置的制作方法

本技术涉及试验装置领域，尤其涉及一种多流道式的流致振动试验装置。

背景技术：

1、换热器是火电、核电、及石油化工行业普遍应用的承压设备，其中，一些大型自然循环换热器常被应用在一些高温高压及具有腐蚀性流体的应用环境中。在使用过程中，核级大型换热器的管束区域中的传热管不仅要对管、壳两侧的介质进行热量交换，还要作为反应堆冷却系统的压力边界对放射物进行包裹；因此，传热管的结构完整性对换热器的安全运行至关重要。

2、通过对以往出现问题的传热管进行总结分析，发现传热管损伤的主要原因为壳两侧的介质横向冲刷到传热管上产生过量流致振动，因此换热器的管束区域在设计时，为了延长换热器的使用寿命，需要对管束区域中的传热管进行流致振动试验分析。试验常用的tema、gb151、asme-n1300等规范中的流致振动试验分析方法涉及大量经验参数，在对一些大型换热器管束区域中的传热管进行流致振动分析时，为了流致振动分析和评价结果的可靠性，需要模拟真实应用环境进行试验。目前，在现有技术中，流致振动试验装置根据传热管的动态特性，将传热管大规模多跨距的管束结构简化为悬臂梁或单跨梁结构，在现有技术的流致振动试验装置中仅有一个试验流道管段，使得试验只能对传热管的一个区域进行流致振动试验。

技术实现思路

1、本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种多流道式的流致振动试验装置。

2、本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种多流道式的流致振动试验装置，用于对换热器管束区中的传热管进行流致振动试验，所述流致振动试验装置包括支撑管段、至少一个与所述支撑管段垂直连通的上部流道管段、以及至少一个与所述支撑管段垂直连通的下部流道管段；所述传热管轴向延伸固定于所述支撑管段内，并穿过所述上部流道管段及所述下部流道管段；

3、所述上部流道管段包括设置于所述传热管两侧的第一进水端和第一出水端、及设置于所述上部流道管段内且位于所述第一进水端与所述传热管之间的第一气水混合机构；所述下部流道管段包括设置于所述传热管两侧的第二进水端和第二出水端、及设置于所述下部流道管段内且位于所述第二进水端与所述传热管之间的第二气水混合机构。

4、优选地，所述上部流道管段还包括依次连接的第一进水管段、第一中间管段、第二中间管段、第三中间管段、以及第一出水管段；所述第一进水端设置在所述第一进水管段背离支撑管段侧，所述第一出水端设置在所述第一出水管段背离支撑管段侧，且所述第一进水管段和所述第一出水管段均为喇叭口结构；

5、所述第三中间管段与所述支撑管段垂直连通。

6、优选地，所述第一气水混合机构包括依次设置的第一气水初级混合喷管、第一气水初级混合器、第一气水充分混合填料层、以及第一气水充分混合器；

7、所述第一气水初级混合喷管与第一气水初级混合器相邻设置于所述第一中间管段内，所述第一气水初级混合喷管上设置有第一进气管和第一进气口，其中，所述第一进气管与所述第一中间管段垂直，所述第一进气口位于所述第一中间管段的外侧；所述第一气水充分混合填料层与所述第一气水充分混合器相邻设置于所述第二中间管段内。

8、优选地，所述第三中间管段上设置有用于观察所述上部流道管段试验状态的第一可视窗。

9、优选地，所述下部流道管段还包括依次连接的第二进水管段、第四中间管段、第五中间管段、第六中间管段、以及第二出水管段；所述第二进水端设置在所述第二进水管段背离支撑管段侧，所述第二出水端设置在所述第二出水管段背离支撑管段侧，且所述第二进水管段和所述第二出水管段均为喇叭口结构；所述第六中间管段与所述支撑管段垂直连通。

10、优选地，所述第二气水混合机构包括依次设置的第二气水初级混合喷管、第二气水初级混合器、第二气水充分混合填料层、以及第二气水充分混合器；所述第二气水初级混合喷管与第二气水初级混合器设置于所述第四中间管段内，所述第二气水初级混合喷管上设置有第二进气管和第二进气口，其中，所述第二进气管与所述第四中间管段垂直，第二进气口设置于所述第四中间管段外侧；所述第二气水充分混合填料层与所述第二气水充分混合器相邻设置于所述第五中间管段内。

11、优选地，所述第六中间管段上设置有用于观察所述下部流道管段试验状态的第二可视窗。

12、优选地，所述支撑管段由多个管段上下位连接而成，相邻所述管段之间设置有用于支撑所述传热管的管束支撑板，所述管束支撑板垂直嵌设在相邻所述管段之间。

13、优选地，每一所述管束支撑板上设置有多个用于支撑所述传热管的梅花通孔，所述传热管穿过所述梅花通孔进行支撑。

14、优选地，所述流致振动试验装置还包括测量传感器；所述测量传感器包括安装于所述传热管表面的应变片、安装于所述传热管内部的加速度传感器、以及设置于所述支撑管段两侧的压力传感器；所述上部流道管段和所述下部流道管段上分别设有两个所述压力传感器。

15、优选地，所述支撑管段上设置有多个用于所述测量传感器接线的接线孔，所述接线孔位置设置有密封圈。

16、实施本实用新型具有以下有益效果：多流道管段的设计可对传热管上的不同区域进行流致振动试验，使得在同一流致振动试验装置中完成传热管不同区域的流致行为分析。

技术特征：

1.一种多流道式的流致振动试验装置，用于对换热器管束区中的传热管(9)进行流致振动试验，其特征在于，所述流致振动试验装置包括支撑管段(130)、至少一个与所述支撑管段(130)垂直连通的上部流道管段(110)、以及至少一个与所述支撑管段(130)垂直连通的下部流道管段(120)；

2.根据权利要求1所述的流致振动试验装置，其特征在于，所述上部流道管段(110)还包括依次连接的第一进水管段(1)、第一中间管段(3)、第二中间管段(5)、第三中间管段(6)、以及第一出水管段(10)；

3.根据权利要求2所述的流致振动试验装置，其特征在于，所述第一气水混合机构包括依次设置的第一气水初级混合喷管(2)、第一气水初级混合器(34)、第一气水充分混合填料层(4)、以及第一气水充分混合器(23)；

4.根据权利要求2或3所述的流致振动试验装置，其特征在于，所述第三中间管段(6)上设置有用于观察所述上部流道管段(110)试验状态的第一可视窗(7)。

5.根据权利要求1所述的流致振动试验装置，其特征在于，所述下部流道管段(120)还包括依次连接的第二进水管段(13)、第四中间管段(15)、第五中间管段(17)、第六中间管段(18)、以及第二出水管段(19)；

6.根据权利要求5所述的流致振动试验装置，其特征在于，所述第二气水混合机构包括依次设置的第二气水初级混合喷管(14)、第二气水初级混合器(35)、第二气水充分混合填料层(16)、以及第二气水充分混合器(29)；

7.根据权利要求5或6所述的流致振动试验装置，其特征在于，所述第六中间管段(18)上设置有用于观察所述下部流道管段(120)试验状态的第二可视窗(26)。

8.根据权利要求7所述的流致振动试验装置，其特征在于，所述支撑管段(130)由多个管段上下位连接而成，相邻所述管段之间设置有用于支撑所述传热管(9)的管束支撑板(11)，所述管束支撑板(11)垂直嵌设在相邻所述管段之间。

9.根据权利要求8所述的流致振动试验装置，其特征在于，每一所述管束支撑板(11)上设置有多个用于支撑所述传热管(9)的梅花通孔，所述传热管(9)穿过所述梅花通孔进行支撑。

10.根据权利要求1所述的流致振动试验装置，其特征在于，所述流致振动试验装置还包括测量传感器；

11.根据权利要求10所述的流致振动试验装置，其特征在于，所述支撑管段(130)上设置有多个用于所述测量传感器接线的接线孔(12)，所述接线孔(12)位置设置有密封圈。

技术总结
本技术公开了一种多流道式的流致振动试验装置，该流致振动试验装置包括支撑管段、至少一个与支撑管段垂直连通的上部流道管段和下部流道管段；传热管轴向延伸固定于支撑管段内，并穿过上部流道管段及下部流道管段；上部流道管段包括设置于传热管两侧的第一进水端和第一出水端、及设置于上部流道管段内且位于第一进水端与传热管之间的第一气水混合机构；下部流道管段包括设置于传热管两侧的第二进水端和第二出水端、及设置于下部流道管段内且位于第二进水端与传热管之间的第二气水混合机构。本技术多流道管段的设计可对传热管上的不同区域进行流致振动试验，使得在同一流致振动试验装置中完成传热管不同区域的流致行为分析。

技术研发人员：朱勇,熊光明,任红兵,顾韵洁,章贵和,金挺,刘攀
受保护的技术使用者：深圳中广核工程设计有限公司
技术研发日：20230210
技术公布日：2024/1/13