核电汽轮机汽缸螺栓应力与应变测试系统技术方案

本发明专利技术公开了一种核电汽轮机汽缸螺栓应力与应变测试系统，包括测试记录组件，用于在开缸期间对所有待测螺栓逐一进行紧固测试、记录测试结果并编号；加工计算组件，用于在扣缸紧固期间根据每一待测螺栓的测试结果分别计算出热紧弧长值或冷紧力矩值，使得每一待测螺栓根据热紧弧长值或冷紧力矩值在热紧或冷紧操作后达到各自的伸长量目标值。本发明专利技术的核电汽轮机汽缸螺栓应力与应变测试系统中，通过对待测螺栓逐一进行测试，再根据测试结果计算得出可使得待测螺栓达到伸长量目标值的热紧弧长值或冷紧力矩值，实现了对汽轮机上的每个螺栓个性化定制热紧弧长值或冷紧力矩值，使得螺栓一次紧固后伸长量能够达到要求，或减小多次热紧或冷紧的次数及数量。

Stress and strain test system of nuclear turbine cylinder bolt

The invention discloses a nuclear power turbine cylinder bolt stress and strain test system, which includes a test recording component, which is used to tighten all bolts to be tested one by one during cylinder opening, record the test results and number them; a processing calculation component, which is used to calculate the hot tightening arc length value or cold tightening torque value respectively according to the test results of each bolt to be tested during cylinder fastening, so as to According to the hot tightening arc length or cold tightening torque, each bolt to be tested can reach its elongation target value after hot tightening or cold tightening operation. In the nuclear power turbine cylinder bolt stress and strain test system of the invention, the bolts to be tested are tested one by one, and then the hot tightening arc length value or cold tightening torque value that can make the bolts to be tested reach the target value of elongation can be calculated according to the test results, so that the hot tightening arc length value or cold tightening torque value of each bolt on the turbine can be customized personalized, so that the bolts can be tightened once The elongation can meet the requirements, or reduce the number and number of times of hot tightening or cold tightening.

【技术实现步骤摘要】
核电汽轮机汽缸螺栓应力与应变测试系统
本专利技术涉及核电领域，尤其涉及一种核电汽轮机汽缸螺栓应力与应变测试系统。
技术介绍
百万千瓦核电半速机的高中压缸中分面螺栓，目前采用加热方式紧固，热紧后待冷却至室温测量螺栓伸长量，整个过程需要4-6天时间。百万千瓦核电全速机汽轮机高压缸，原设计采用加热方式紧固，后改为机械冷紧拉伸，紧固过程缩短至24h。百万千瓦核电机组高压缸或高中压缸汽缸中分面螺栓规格从M52-M140，螺栓尺寸大，应力大，对汽轮机运行安全至关重要。随着螺栓使用年限延长，螺栓长期运行受高温蠕变、材料松弛等影响，材料本身特性“弹性模量”会发生一定变化，历史检修经验表明，相同规格相邻螺栓即使完全相同的热紧弧长热紧后或冷紧紧固力矩，螺栓伸长量会不同，甚至超出标准，这造成即使热紧弧长划线精准，或冷紧力矩对应的油压精准也无法保证紧固后螺栓伸长量能够满足要求。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，提供一种改进的核电汽轮机汽缸螺栓应力与应变测试系统。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种核电汽轮机汽缸螺栓应力与应变测试系统，包括：测试记录组件，用于在开缸期间对所有待测螺栓逐一进行紧固测试、记录测试结果并编号；加工计算组件，用于在扣缸紧固期间根据每一所述待测螺栓的所述测试结果分别计算出热紧弧长值或冷紧力矩值，使得每一所述待测螺栓根据所述热紧弧长值或所述冷紧力矩值在热紧或冷紧操作后达到各自的伸长量目标值。优选地，所述测试记录组件包括：个性化测试套筒，用于套设在所述待测螺栓外围并固定所述待测螺栓；测试台架，用于支撑所述个性化测试套筒；紧固螺母，连接在所述待测螺栓顶部；紧固机具，与所述紧固螺母咬合装配，所述紧固机具通过一高压油管接入一液压泵站输出的高压油，使得所述紧固机具驱动所述紧固螺母；液压中空千斤顶，套设在所述个性化测试套筒外围；压力传感器，与所述液压中空千斤顶相连接、实时测量所述液压中空千斤顶油缸内部压力的变化，并输出压力信号，所述测试结果包括所述压力信号；位移传感器，安装在所述待测螺栓底部，用于实时测量所述待测螺栓的位移变化，并输出位移信号，所述测试结果包括所述位移信号；以及存储及编号单元，接收所述压力信号和所述位移信号，并根据所述待测螺栓进行编号保存；所述加工计算组件包括：第一绘制单元，与所述存储及编号单元相连接，用于根据所述压力信号和所述位移信号绘制每一所述待测螺栓的受力与伸长量变化曲线；第一计算单元，与所述第一绘制单元相连接，用于根据所述受力与伸长量变化曲线、所述伸长量目标值计算出所述热紧弧长值或所述冷紧力矩值。优选地，所述加工计算组件还包括第二绘制单元，与所述第一绘制单元相连接，用于根据所述受力与伸长量变化曲线绘制每一所述待测螺栓的应力应变曲线；第二计算单元，与所述第二绘制单元相连接，用于根据所述应力应变曲线计算出所述待测螺栓的弹性模量；判断单元，与所述第二计算单元相连接，用于判断所述弹性模量是否超过一预设阈值，若是，则发出更换螺栓提示。优选地，所述预设阈值是原始弹性模量的85％-115％。优选地，所述预设阈值是原始弹性模量的90％-110％。优选地，所述加工计算组件还包括一压力控制单元，与所述液压泵站相连接，所述压力控制单元用于控制所述液压泵站的输出压力、并逐渐加载紧固所述待测螺栓至所述待测螺栓紧固力矩的一预设倍数。优选地，所述预设倍数是1.1-1.4倍。优选地，所述预设倍数是1.2倍。优选地，所述存储及编号单元、所述第一绘制单元、所述第一计算单元、所述第二绘制单元、所述第二计算单元、所述判断单元集成于一体。优选地，所述测试记录组件还包括移动小车及设置在所述移动小车上、用于将所述待测螺栓吊装入所述个性化测试套筒中的悬臂吊。实施本专利技术的有益效果是：本专利技术的核电汽轮机汽缸螺栓应力与应变测试系统中，通过对待测螺栓逐一进行测试，再根据测试结果计算得出可使得待测螺栓达到伸长量目标值的热紧弧长值或冷紧力矩值，实现了对汽轮机上的每个螺栓个性化定制热紧弧长值或冷紧力矩值，使得螺栓一次紧固后伸长量能够达到要求，或减小多次热紧或冷紧的次数及数量。预计采用本专利技术技术方案后，百万千瓦核电半速机的高中压缸中分面螺栓紧固过程可由4-6天缩短至3-4天检修工期，百万千瓦核电全速机的高中压缸中分面螺栓紧固过程可由24小时缩短至12小时以内。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：图1是本专利技术一些实施例中核电汽轮机汽缸螺栓应力与应变测试系统的原理示意图；图2是本专利技术一些实施例中核电汽轮机汽缸螺栓应力与应变测试系统的结构示意图；图3是本专利技术一些实施例中待测螺栓的受力与伸长量变化曲线；图4是本专利技术一些实施例中待测螺栓的应力应变曲线。具体实施方式为了对本专利技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本专利技术的具体实施方式。图1和图2示出了本专利技术一些实施例中的核电汽轮机汽缸螺栓应力与应变测试系统，用于测试待测螺栓3并计算得出可使得待测螺栓3达到伸长量目标值的热紧弧长值或冷紧力矩值。本专利技术一些实施例中的核电汽轮机汽缸螺栓应力与应变测试系统包括测试记录组件100和加工计算组件200，测试记录组件100用于在开缸期间对所有待测螺栓3逐一进行紧固测试、记录测试结果并编号；加工计算组件200用于在扣缸紧固期间根据每一待测螺栓3的测试结果分别计算出热紧弧长值或冷紧力矩值，使得每一待测螺栓3根据热紧弧长值或冷紧力矩值在热紧或冷紧操作后达到各自的伸长量目标值。其中，测试记录组件100包括移动小车14、悬臂吊11、个性化测试套筒2、测试台架1、紧固螺母6、连接螺母4、紧固机具12、高压油管10、液压泵站7、液压中空千斤顶5、压力传感器8、位移传感器13、存储及编号单元15。移动小车14可根据实际需求自动化或者手动调节前进方向、速度、位置等。悬臂吊11设置在移动小车14，用于将待测螺栓3吊装入个性化测试套筒2中。可以理解地，悬臂吊11吊装方式还可以为多种形式，例如，自动化吊装、依据需求预先设置好吊装、或者是人工手动吊装，此处不做具体限制，只要可以实现相关功能即可。作为选择，移动小车14和悬臂吊11可以设置，也可以不设置。在人工手动实现待测螺栓3装入个性化测试套筒2的功能时，可以不设置移动小车14和悬臂吊11。个性化测试套筒2用于套设在待测螺栓3外围并固定待测螺栓3。测试台用于支撑个性化测试套筒2。连接螺母4连接在待测螺栓3底部。紧固螺母6连接在待测螺栓3顶部。紧固机具12与紧固螺母6咬合装配，紧固机具12通过一高压油管10接入一液压泵站7输出的高压油，使得紧固机具12驱动紧固螺母6。液压中空千斤顶5套设在个性化测试套筒2外围。压力传感器8与液压中空千斤顶5相连接，用于实时测量液压中空千斤顶5油缸内部压力的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种核电汽轮机汽缸螺栓应力与应变测试系统，其特征在于，包括：/n测试记录组件(100)，用于在开缸期间对所有待测螺栓(3)逐一进行紧固测试、记录测试结果并编号；/n加工计算组件(200)，用于在扣缸紧固期间根据每一所述待测螺栓(3)的所述测试结果分别计算出热紧弧长值或冷紧力矩值，使得每一所述待测螺栓(3)根据所述热紧弧长值或所述冷紧力矩值在热紧或冷紧操作后达到各自的伸长量目标值。/n

【技术特征摘要】
1.一种核电汽轮机汽缸螺栓应力与应变测试系统，其特征在于，包括：
测试记录组件(100)，用于在开缸期间对所有待测螺栓(3)逐一进行紧固测试、记录测试结果并编号；
加工计算组件(200)，用于在扣缸紧固期间根据每一所述待测螺栓(3)的所述测试结果分别计算出热紧弧长值或冷紧力矩值，使得每一所述待测螺栓(3)根据所述热紧弧长值或所述冷紧力矩值在热紧或冷紧操作后达到各自的伸长量目标值。


2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，
所述测试记录组件(100)包括：
个性化测试套筒(2)，用于套设在所述待测螺栓(3)外围并固定所述待测螺栓(3)；
测试台架(1)，用于支撑所述个性化测试套筒(2)；
紧固螺母(6)，连接在所述待测螺栓(3)顶部；
紧固机具(12)，与所述紧固螺母(6)咬合装配，所述紧固机具(12)通过一高压油管(10)接入一液压泵站(7)输出的高压油，使得所述紧固机具(12)驱动所述紧固螺母(6)；
液压中空千斤顶(5)，套设在所述个性化测试套筒(2)外围；
压力传感器(8)，与所述液压中空千斤顶(5)相连接、实时测量所述液压中空千斤顶(5)油缸内部压力的变化，并输出压力信号，所述测试结果包括所述压力信号；
位移传感器(13)，安装在所述待测螺栓(3)底部，用于实时测量所述待测螺栓(3)的位移变化，并输出位移信号，所述测试结果包括所述位移信号；以及
存储及编号单元(15)，接收所述压力信号和所述位移信号，并根据所述待测螺栓(3)进行编号保存；
所述加工计算组件(200)包括：
第一绘制单元(16)，与所述存储及编号单元(15)相连接，用于根据所述压力信号和所述位移信号绘制每一所述待测螺栓(3)的受力与伸长量变化曲线；
第一计算单元(17)，与所述第一绘制单元(16)相连接，用于根据所述受力与伸长量变化曲线、所述伸长量目标值计算出所述热...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾凯利，蔡勇军，段宪东，余雪晴，原帅，关运生，李生璐，
申请(专利权)人：中广核核电运营有限公司，中国广核集团有限公司，中国广核电力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44