CN103207052A - 核电站管道泄漏试验中模拟管道泄漏的试验段装置 - Google Patents

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王春明
王艳苹
毕勤成
杨振东
杨林民
王长东
邢继
张翔宇
王晓江
于凤云
王宏杰
李军
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Xian Jiaotong University
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Xian Jiaotong University
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Abstract

本发明涉及一种核电站管道泄漏率试验中模拟管道泄漏的试验段装置，其结构包括两个半圆柱形金属试件，所述的两个半圆柱形金属试件除两端以外的边缘通过焊缝连接，在两个半圆柱形金属试件之间形成用于模拟裂缝通道的间隙，两个端口分别作为裂缝通道的流体入口和出口，在其中一个半圆柱形金属试件上沿裂缝通道的长度方向设有若干个用于布置压力测量元件的取压孔和用于布置温度测量元件的测温孔。本发明通过调整形成间隙的两个试件表面状态，即可控制裂缝形状、尺寸以及表面粗糙度，从而进行多种真实裂缝参数条件下的泄漏试验，节约了试验成本。

Description

核电站管道泄漏试验中模拟管道泄漏的试验段装置
技术领域
本发明涉及核电站管道泄漏试验技术，具体涉及一种核电站管道泄漏率试验中模拟管道泄漏的试验段装置。
背景技术
当核电站压力管道发生泄漏时，高温高压流体从管道破口处向外喷射至低压环境，流体压力快速下降，工质由单相过冷状态迅速变为两相状态而且气液相间存在明显的热力及动力不平衡，同时工质在破口末端变为临界流动，其机理非常复杂。在实际管道试验中很难对破口处管壁上的实时温度压力进行有效地测量，因此，需要设计一种模拟管道泄漏破口的试验段，来模拟不同壁厚管道破口，并在试验段上安装压力、温度传感器，从而便于测量试验中破口处管壁上的实时温度压力。
发明内容
本发明的目的在于提供一种核电站管道泄漏率试验中模拟管道泄漏的试验段装置，可模拟不同壁厚管道破口，并节约试验成本。
本发明的技术方案如下：一种核电站管道泄漏率试验中模拟管道泄漏的试验段装置，包括两个半圆柱形金属试件，所述的两个半圆柱形金属试件除两端以外的边缘通过焊缝连接，在两个半圆柱形金属试件之间形成用于模拟裂缝通道的间隙，两个端口分别作为裂缝通道的流体入口和出口，在其中一个半圆柱形金属试件上沿裂缝通道的长度方向设有若干个用于布置压力测量元件的取压孔和用于布置温度测量元件的测温孔。
进一步，如上所述的核电站管道泄漏率试验中模拟管道泄漏的试验段装置，其中，所述的两个半圆柱形金属试件的相对的面为喷砂粗化的金属表面。
进一步，如上所述的核电站管道泄漏率试验中模拟管道泄漏的试验段装置，其中，所述的用于模拟裂缝通道的间隙的横截面为椭圆形、矩形或菱形。
进一步，如上所述的核电站管道泄漏率试验中模拟管道泄漏的试验段装置，其中，两个半圆柱形金属试件组成的试验段的两端通过法兰与试验管路连接，试验管路上设有高温高压球阀。
本发明的有益效果如下：本发明在泄漏率试验时，采用模拟管道泄漏破口的试验段，模拟不同壁厚管道破口，在试验段上安装压力、温度传感器，便于测量试验中破口处管壁上的实时温度压力，克服了采用实际管道试验中无法测量的缺点，同时节约试验成本。本发明通过调整形成间隙的两个试件表面状态，即可控制裂缝形状、尺寸以及表面粗糙度，从而进行多种真实裂缝参数条件下的泄漏试验。
附图说明
图1为两个半圆柱形金属试件的结构示意图；
图2为两个半圆柱形金属试件组成的试验段的结构示意图；
图3为模拟管道泄漏试验系统的结构示意图；
图4为椭圆形截面间隙的试验段结构示意图；
图5-1为椭圆形截面的裂缝通道入口示意图；
图5-2为矩形截面的裂缝通道入口示意图；
图5-3为菱形截面的裂缝通道入口示意图；
图6为试验段与法兰的装配示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
本发明主要在压力容器引出的连接管上设置裂纹或破口试验段，试验段5的两端通过法兰6与试验管路连接（见图6），试验管路包括破口上游接管7和破口下游接管8，在破口下游接管8上设有高温高压球阀9，如图3所示。
所述的试验段5的结构如图1、图2所示，包括两个半圆柱形金属试件1，所述的两个半圆柱形金属试件1除两端以外的边缘通过焊缝4连接，在两个半圆柱形金属试件1之间形成用于模拟裂缝通道的间隙10（见图4），两个端口分别作为裂缝通道的流体入口和出口，在其中一个半圆柱形金属试件上沿裂缝通道的长度方向设有若干个用于布置压力测量元件的取压孔3和用于布置温度测量元件的测温孔。图1中的孔3可以为取压孔也可为测温孔，但两种功能不宜共用，可以互换。
试验段5采用金属材料制作，可以将一圆柱形金属棒沿截面任一直径采用线切割方式将棒料分成两部分，即两个半圆柱形金属试件1，在形成的两个矩形金属平面2上采用喷砂的方式使金属表面粗化。采用机械加工的方式在其中一个半圆柱形金属试件上钻取压孔3和测温孔。试件的两部分除两端以外的边缘处通过焊缝4连接，使两部分试件之间形成间隙，用于模拟裂缝通道，两个端口分别用于模拟裂缝通道的入口和出口。沿裂缝通道的长度方向预留若干个取压孔，用于布置压力测量仪表，获取试验段中流动方向的压力。通过调整形成间隙的两个试件表面状态，即可控制裂缝形状、尺寸以及表面粗糙度，从而进行多种真实裂缝参数条件下的泄漏试验。
本发明的实施例中提供了几种可供选择的裂缝形状，分别如图5-1至图5-3所示。图5-1中为椭圆形截面的裂缝通道入口11，两侧为焊缝4；图5-2为矩形截面的裂缝通道入口12，两侧为焊缝4；图5-3为菱形截面的裂缝通道入口13，两侧为焊缝4。当然，也可以采用其他截面形状的裂缝通道作为试验段的设计方案。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (4)

1.一种核电站管道泄漏率试验中模拟管道泄漏的试验段装置，其特征在于：包括两个半圆柱形金属试件（1），所述的两个半圆柱形金属试件（1）除两端以外的边缘通过焊缝（4）连接，在两个半圆柱形金属试件（1）之间形成用于模拟裂缝通道的间隙，两个端口分别作为裂缝通道的流体入口和出口，在其中一个半圆柱形金属试件上沿裂缝通道的长度方向设有若干个用于布置压力测量元件的取压孔（3）和用于布置温度测量元件的测温孔。
2.如权利要求1所述的核电站管道泄漏率试验中模拟管道泄漏的试验段装置，其特征在于：所述的两个半圆柱形金属试件（1）的相对的面（2）为喷砂粗化的金属表面。
3.如权利要求1或2所述的核电站管道泄漏率试验中模拟管道泄漏的试验段装置，其特征在于：所述的用于模拟裂缝通道的间隙的横截面为椭圆形、矩形或菱形。
4.如权利要求1或2所述的核电站管道泄漏率试验中模拟管道泄漏的试验段装置，其特征在于：两个半圆柱形金属试件组成的试验段（5）的两端通过法兰（6）与试验管路（7、8）连接，试验管路（8）上设有高温高压球阀（9）。
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