CN103219053A - 核电站管道泄漏率试验中模拟管道泄漏的可调试验段装置 - Google Patents

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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可调试验段装置，其结构包括“工”形机架，机架的上、下横梁之间设有固定的第一密封块和可水平移动的第二密封块，多个定位杆穿过“工”形机架的纵梁与第二密封块连接，定位杆与机架的纵梁之间通过螺纹连接，通过定位杆调节第一密封块与第二密封块之间的距离及平行度；在第一密封块上设有流体入口，第一密封块与第二密封块之间设有密封垫。本发明可以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，可重复使用。

Description

核电站管道泄漏率试验中模拟管道泄漏的可调试验段装置
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可调试验段装置。
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可调节裂纹长度的试验段，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可调试验段装置，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可调试验段装置，包括“工”形机架，机架的上、下横梁之间设有固定的第一密封块和可水平移动的第二密封块，多个定位杆穿过“工”形机架的纵梁与第二密封块连接，定位杆与机架的纵梁之间通过螺纹连接，通过定位杆调节第一密封块与第二密封块之间的距离及平行度；在第一密封块上设有流体入口，第一密封块与第二密封块之间设有密封垫。
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可调试验段装置，其中，在所述的第一密封块及第二密封块上分别设置有压力传感器和温度传感器。
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可调试验段装置，其中，所述的“工”形机架的上、下横梁上相对设有凹槽，第一密封块固定在凹槽内。
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可调试验段装置，其中，所述的定位杆包括一个主定位杆和两个辅助定位杆，主定位杆设置在两个辅助定位杆之间。
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可调试验段装置，其中，所述的定位杆为空心结构，定位杆的外圆周缠绕电热丝，定位杆的内芯设有电加热元件，定位杆的外周和内芯均布置用于测量温度的热电偶。
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可调试验段装置，其中，所述的第一密封块和第二密封块可根据试验要求加工成不同的表面粗糙度。
本发明的有益效果如下：本发明在核电站管道泄漏率试验时，采用模拟管道泄漏破口的可调节裂纹长度的试验段，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，可重复使用。试验过程中可根据需要更换不同表面粗糙度的密封块，并通过调节主定位杆及辅助定位杆的温度，保证密封块之间的间隙尺寸，从而提高了试验的精度。
附图说明
图1为本发明模拟管道泄漏的可调试验段装置的结构示意图；
图2为机架的结构示意图；
图3为第一密封块的结构示意图；
图4为第二密封块的结构示意图；
图5为主定位杆和辅助定位杆的示意图；
图6为定位杆的加热元件结构示意图。
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。
本发明所提供的核电站管道泄漏率试验中模拟管道泄漏的可调试验段装置，包括“工”形机架1，“工”形机架的结构如图2所示，由上横梁5、下横梁6和纵梁7组成。上、下横梁5、6上相对设有凹槽8，纵梁上设有多个螺纹孔。
如图1所示，“工”形机架1的上、下横梁5、6之间设有固定的第一密封块2和可水平移动的第二密封块3，多个定位杆4穿过“工”形机架的纵梁与第二密封块3连接。所述的第一密封块固定设置在“工”形机架的凹槽8内，定位杆4穿过纵梁7上的螺纹孔，与机架的纵梁之间通过螺纹连接，通过定位杆4调节第一密封块2与第二密封块3之间的距离及平行度。如图5所示，定位杆包括一个主定位杆4-1和两个辅助定位杆4-2、4-3，主定位杆4-1设置在两个辅助定位杆4-2、4-3之间。第二密封块3的侧壁上设有与三个定位杆相适配的凹坑，如图4所示。
如图3所示，在第一密封块2上设有流体入口9，第一密封块2与第二密封块3之间设有密封垫10。密封垫10嵌设在第一密封块2的侧壁上。压力传感器和温度传感器布置于第一密封块及第二密封块，根据试验需要改变测量位置的相对关系。
第一密封块2固定在机架1上，第二密封块3可以在机架1上水平移动。机架1上的凹槽结构可以方便装换不同表面粗糙度的第一密封块2。通过第一密封块2与第二密封块3之间形成的狭窄模拟贯穿管道微裂纹，通过定位杆4预应力的大小及密封垫10的厚度改变第一密封块2和第二密封块3相对位置，形成不同间隙的微裂纹。
根据在裂缝宽度监测点处布置的间距测量元件（电容式间隙测量仪）的测量数据调整主定位杆4-1及辅助定位杆4-2、4-3的应力，保证第一密封块2与第二密封块3密封面之间的距离及平行度。
定位杆4采用热应变的方式精确定位第一密封块2与第二密封块3之间的位置关系。如图6所示，定位杆4外圆周缠绕电加热丝11,定位杆为空心结构，内置入电加热元件（电加热棒）12，外壁上设有螺纹13。定位杆外圆周及内芯均布置热电偶测量其温度，通过控制温度控制定位杆的应力。
本发明所提供的模拟管道泄漏的可调试验段装置的使用过程包括以下两个步骤：
1）首先选取表面处理完的第一密封块及第二密封块，将第一密封块卡入机架内，将第二密封块放入导轨，在第一密封块及第二密封块间置入需要的不同厚度不同材料的密封垫（10-1mm），调节主定位杆上的螺母使主定位杆推动第二密封块向压紧第一密封块的方向靠近，使第一密封块和第二密封块压紧，通过间距测量元件获得第一密封块、第二密封块间距，使第一密封块、第二密封块的间距在需要的间距范围附近。
2）调节辅助定位杆，使辅助定位杆与第二密封块之间产生一定预紧力，调节辅助定位杆的螺母使第一密封块、第二密封块之间的宽度为试验的要求值。试验过程中由于试验压力与温度的变化会引起第一密封块、第二密封块间的宽度发生变化，试验过程中通过调节主定位杆及辅助定位杆的温度，使定位杆热胀冷缩改变定位杆的应力，保证间隙尺寸的精度。
该可调试验段装置控制的主要参数包括：
主定位杆的应力值，辅助定位杆的应力值，主定位杆的温度值，辅助定位杆的温度值，第一密封块、第二密封块的间隙宽度，主定位杆的电加热功率值，辅助定位杆的电加热功率值。这些参数通过在试验段上安装的压力、温度传感器和间距测量元件进行测量。
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 (6)

1.一种核电站管道泄漏率试验中模拟管道泄漏的可调试验段装置，其特征在于：包括“工”形机架（1），机架（1）的上、下横梁（5、6）之间设有固定的第一密封块（2）和可水平移动的第二密封块（3），多个定位杆（4）穿过“工”形机架的纵梁（7）与第二密封块（3）连接，定位杆（4）与机架的纵梁（7）之间通过螺纹连接，通过定位杆（4）调节第一密封块（2）与第二密封块（3）之间的距离及平行度；在第一密封块（2）上设有流体入口（9），第一密封块（2）与第二密封块（3）之间设有密封垫（10）。
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可调试验段装置，其特征在于：在所述的第一密封块（2）及第二密封块（3）上分别设置有压力传感器和温度传感器。
3.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可调试验段装置，其特征在于：所述的“工”形机架（1）的上、下横梁（5、6）上相对设有凹槽（8），第一密封块（2）固定在凹槽（8）内。
4.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可调试验段装置，其特征在于：所述的定位杆（4）包括一个主定位杆（4-1）和两个辅助定位杆（4-2、4-3），主定位杆（4-1）设置在两个辅助定位杆（4-2、4-3）之间。
5.如权利要求1或4所述的核电站管道泄漏率试验中模拟管道泄漏的可调试验段装置，其特征在于：所述的定位杆（4）为空心结构，定位杆的外圆周缠绕电热丝（11），定位杆的内芯设有电加热元件（12），定位杆的外周和内芯均布置用于测量温度的热电偶。
6.如权利要求1或3所述的核电站管道泄漏率试验中模拟管道泄漏的可调试验段装置，其特征在于：所述的第一密封块（2）和第二密封块（3）根据试验要求加工成不同的表面粗糙度。
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