CN105179222B - 一种试验回路系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种试验回路系统，用于对被试验泵进行热瞬变的冲击试验及高温耐久试验，该试验回路系统包含：冷源供给回路组件及热源供给回路组件，分别通过各自管道连接至所述被试验泵；控制器，分别通过电路连接至被试验泵、冷源供给回路组件的电器部件及热源供给回路组件的电器部件。本发明还公开了一种试验回路系统的试验方法。本发明具有自我反馈调节的功能，能精确控制试验的温度和时间要求，同时提高操作的安全性；以冷热掺混平衡温度的方法，在同一测试回路系统中实现热瞬变的冲击试验和高温耐久试验，操作方法简便。

Description

一种试验回路系统及其方法

技术领域

本发明涉及核安全级设备试验验证领域，具体涉及一种试验回路系统及其方法。

背景技术

核电厂中具有核安全功能的安全壳喷淋泵、低压安注泵和上充泵在异常工况(如:LOCA事故)下，输送的流体介质会由低温状态（最低温度一般设定为7℃）瞬时切换到安全壳地坑水的高温状态（不低于120℃），也就是说，这些泵不仅要能在低温下正常运行，还要能承受流体介质的热瞬变的冲击以及在高温下持续正常运行。为了验证这些核安全级的泵是否满足以上使用功能的要求，通过试验是一种比较可靠的方法。因此，设计并建造一个适合的、可以模拟使用工况的试验台对于成功验证上述核安全级泵的功能是至关重要的。

目前，国内外已有部分厂家（或独立试验室）设计并建造了用于验证上述核安全级泵功能的试验台，但是现有技术中的试验台或同时或部分存在如下不足：

（1）实现的试验功能单一，要么只能实现热瞬变的冲击试验，要么只能实现高温条件下耐久试验；

（2）可调节性差，一些试验台实现了既可进行热瞬变的冲击试验，又可进行高温下持续正常运行的试验，但是由于调节性差，不容易控制试验的温度或时间要求；

（3）安全性不高，一些试验台实现了可进行热瞬变的冲击试验，但是需要人工现场调节阀门才能实现高温时的试验过程，使试验操作存在安全隐患。

发明内容

本发明的目的在于提供一种试验回路系统及其方法，具有自我反馈调节的功能，能精确控制试验的温度和时间要求，同时提高操作的安全性；以冷热掺混平衡温度的方法，在同一测试回路系统中实现热瞬变的冲击试验和高温耐久试验，操作方法简便。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：一种试验回路系统，用于对被试验泵进行热瞬变的冲击试验及高温耐久试验，其特点是，该试验回路系统包含：

冷源供给回路组件及热源供给回路组件，分别通过各自管道连接至所述被试验泵；其中

所述冷源供给回路组件的流出端及热源供给回路组件的流出端分别通过管道与所述被试验泵的流入口连接；

所述冷源供给回路组件的流出端还与所述热源供给回路组件的流入端通过管道连接；

所述被试验泵的流出口通过管道与所述冷源供给回路组件的流入端连接；

控制器，分别通过电路连接至被试验泵、冷源供给回路组件的电器部件及热源供给回路组件的电器部件。

所述的冷源供给回路组件包含冷水罐、循环泵及第一三通阀；

所述冷水罐的流出口与所述循环泵的流入口通过管道连接；

所述冷水罐的流入口与所述被试验泵的流出口通过管道连接；

所述循环泵的流出口与所述第一三通阀的流入口通过管道连接；

所述第一三通阀的第一流出口与所述冷水罐的流入口通过管道连接；

所述第一三通阀的第二流出口通过管道与所述热源供给回路组件的流入端及所述被试验泵的流入口连接；

所述冷水罐的冷源控制信号接收端、循环泵的控制信号接收端及第一三通阀的控制信号接收端分别电路连接至控制器。

所述的热源供给回路组件包含热水罐、第一闸阀及第二三通阀；

所述热水罐的流出口与所述第一闸阀的流入口通过管道连接；

所述热水罐的流入口与所述第二三通阀的第一流出口通过管道连接；

所述第一闸阀的流出口与所述被试验泵的流入口通过管道连接；

所述第二三通阀的流入口与所述第一三通阀的第二流出口通过管道连接；

所述第二三通阀的第二流出口与所述被试验泵的流入口通过管道连接；

所述热水罐的热源控制信号接收端、第一闸阀的控制信号接收端及第二三通阀的控制信号接收端分别电路连接至控制器。

所述的冷水罐的流入口与所述被试验泵的流出口之间的管道上设置有调节阀，所述调节阀的流入口与所述被试验泵的流出口通过管道连接，所述调节阀的流出口与所述冷水罐的流入口通过管道连接。

所述的调节阀的流出口与所述冷水罐的流入口之间的管道上设置有止回阀，所述止回阀的流入口与所述调节阀的流出口通过管道连接，所述止回阀的流出口与所述冷水罐的流入口、第一三通阀的第一流出口通过管道连接。

所述的调节阀的流出口与所述止回阀的流入口之间的管道上设置有流量计。

所述的试验回路系统还包含一第二闸阀，所述的第二闸阀的流出口与所述第一三通阀的第二流出口通过管道连接；所述的第二闸阀的流入口与所述止回阀的流入口通过管道连接；所述的第二闸阀的控制信号接收端电路连接至控制器。

所述的第一闸阀的流出口与所述被试验泵的流入口之间的管道上设置有温度传感器，所述温度传感器包含一温度计和一快速温度计，分别电路连接至所述控制器。

一种试验回路系统的试验方法，其特点是，包含以下步骤：

S1、控制器发送控制信号，将第一三通阀的第二流出口关闭、第一三通阀103的第一流出口开启、启动循环泵，制冷冷水罐中的液体；

S2、控制器发送控制信号，将第二三通阀的第一流出口关闭、第一闸阀关闭，加热热水罐中的液体；

S3、控制器发送控制信号，将第一三通阀的第二流出口开启、第二三通阀的第二流出口开启，实时监控快速温度计的温度信号，以使被试验泵冷却至预设的低温，其中调节阀一直处于整定开度；

S4、控制器发送控制信号，将第一三通阀的第二流出口关闭、保持第二三通阀的第二流出口的开度、第二闸阀开启、启动被试验泵，之后开启第一闸阀、开启第二三通阀的第一流出口，并实时监控快速温度计的温度信号，实现对被试验泵由冷至热的瞬时温度变化冲击；

S5、控制器发送控制信号，将第二三通阀的第一流出口关闭、保持第二三通阀的第二流出口开度，被试验泵持续运转，并实时监控温度计的温度信号，在控制器中预设所需试验的时间，实现对高温耐久试验的运行时间控制。

所述的步骤S5还包含：

若监控到温度计的温度信号升高，则控制器发送控制信号，将第一三通阀的第二流出口开启，调节开度，使得冷水罐的液体流出，降低热水回路的温度；

若第一三通阀的第二流出口的开度调节过大，监控到温度计的温度信号降低，则控制器发送控制信号，将第一三通阀的第二流出口的开度调小，减少冷水罐的液体流出量，从而实现了回路系统的自我反馈调节的功能，快捷和精确地控制试验温度。

本发明一种试验回路系统及其方法与现有技术相比具有以下优点：具有自我反馈调节的功能，能精确控制试验的温度和时间要求，同时提高操作的安全性；以冷热掺混平衡温度的方法，在同一测试回路系统中实现热瞬变的冲击试验和高温耐久试验，操作方法简便。

附图说明

图1为本发明一种试验回路系统的整体结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本发明做进一步阐述。

如图1所示，一种试验回路系统，用于对被试验泵400进行热瞬变的冲击试验及高温耐久试验，该试验回路系统包含：冷源供给回路组件100及热源供给回路组件200，分别通过各自管道连接至所述被试验泵400；其中所述冷源供给回路组件100的流出端及热源供给回路组件200的流出端分别通过管道与所述被试验泵400的流入口连接；所述冷源供给回路组件100的流出端还与所述热源供给回路组件200的流入端通过管道连接；所述被试验泵400的流出口通过管道与所述冷源供给回路组件100的流入端连接；控制器300，分别电路连接至被试验泵400、冷源供给回路组件100的电器部件及热源供给回路组件200的电器部件，在本实施例中，控制器300为一工控机和电源柜的集成装置。

在本实施例中，所述的冷源供给回路组件100包含有制冷装置的冷水罐101、循环泵102及第一三通阀103；所述冷水罐101的流出口与所述循环泵102的流入口通过管道连接；所述冷水罐101的流入口与所述被试验泵400的流出口通过管道连接；所述循环泵102的流出口与所述第一三通阀103的流入口通过管道连接；所述第一三通阀103的第一流出口与所述冷水罐101的流入口通过管道连接；所述第一三通阀103的第二流出口通过管道与所述热源供给回路组件200的流入端及所述被试验泵400的流入口连接；所述冷水罐101的冷源控制信号接收端、循环泵102的控制信号接收端及第一三通阀103的控制信号接收端分别电路连接至控制器300。

在本实施例中，所述的热源供给回路组件200包含有加热装置的热水罐201、第一闸阀202及第二三通阀203；所述热水罐201流出口与所述第一闸阀202的流入口通过管道连接；所述热水罐201的流入口与所述第二三通阀203的第一流出口通过管道连接；所述第一闸阀202的流出口与所述被试验泵400的流入口通过管道连接；所述第二三通阀203的流入口与所述第一三通阀103的第二流出口通过管道连接；所述第二三通阀103的第二流出口与所述被试验泵400的流入口通过管道连接；所述热水罐201的热源控制信号接收端、第一闸阀202的控制信号接收端及第二三通阀203的控制信号接收端分别电路连接至控制器300。

在本实施例中，控制器300连接至热水罐201的加热装置，用于控制热水罐201储存提前制备的热水，为热冲击准备好高温热水条件；控制器300连接至冷水罐101的制冷装置，预制并储存需要的冷却水，为热冲击后降温或者调节控制温度做好准备，如此，热水罐201的加热装置和冷水罐101的制冷装置的功率可以不必太大；热水罐201和冷水罐101分别是热水回路和冷水回路中膨大的一部分，起到缓冲流动冲击稳定流态和保持管路系统压力的作用。

在本实施例中，较佳地，参阅图1，所述的冷水罐101的流入口与所述被试验泵400的流出口之间的管道上设置有调节阀500，所述调节阀500的流入口与所述被试验泵400的流出口通过管道连接，所述调节阀500的流出口与所述冷水罐101的流入口通过管道连接。

在本实施例中，较佳地，参阅图1，所述的调节阀500的流出口与所述冷水罐101的流入口之间的管道上设置有止回阀600，所述止回阀600的流入口与所述调节阀500的流出口通过管道连接，所述止回阀600的流出口与所述冷水罐101的流入口、第一三通阀103的第一流出口通过管道连接。

在本实施例中，较佳地，参阅图1，所述的调节阀500的流出口与所述止回阀600的流入口之间的管道上设置有流量计700。流量计700的作用是在预先设置被试验泵400后面的调节阀500的开度时使用的，以保证热冲击和高温耐久试验时通过被试验泵400的流量是符合要求的。

在本实施例中，较佳地，参阅图1，还包含一第二闸阀800，所述的第二闸阀800的流出口与所述第一三通阀103的第二流出口通过管道连接；所述的第二闸阀800的流入口与所述止回阀600的流入口通过管道连接；所述的第二闸阀800的控制信号接收端电路连接至控制器300。

在本实施例中，较佳地，参阅图1，所述的第一闸阀202的流出口与所述被试验泵400的流入口之间的管道上设置有温度传感器900，所述温度传感器900电路连接至所述控制器300，优选地，温度传感器900包含一温度计901及一快速温度计902，具体的，温度计901为铂金属温度计，快速温度计902为快速感应温度计。快速感应温度计902用来记录热冲击的水温是否达到要求，铂金属温度计901灵敏度低，用来控制前面的阀门开度，即控制冷水进入热水回路的量，如果使用灵敏度高的温度计作为控制进水阀门的信号，会造成进口阀门的开度一直处于开关状态，不易收敛，调节时间较长，也会使被试验泵的入口压力处于波动状态。

结合上述的试验回路系统，本发明还公开了一种用于上述试验回路系统的试验方法，包含以下步骤：

S1、控制器300发送控制信号，将第一三通阀103的第二流出口关闭、第一三通阀103的第一流出口开启、启动循环泵102，制冷冷水罐101中的液体；

S2、控制器300发送控制信号，将第二三通阀203的第一流出口关闭、第一闸阀202关闭，加热热水罐201中的液体；

S3、控制器300发送控制信号，将第一三通阀103的第二流出口开启、第二三通阀203的第二流出口开启，实时监控快速温度计902的温度信号，以使被试验泵400冷却至预设的低温，其中调节阀500一直处于整定开度，其中预设的低温一般为7摄氏度至10摄氏度，也可根据具体要求设定；

S4、控制器300发送控制信号，将第一三通阀103的第二流出口关闭、保持第二三通阀203的第二流出口的开度、第二闸阀800开启、启动被试验泵400，之后开启第一闸阀202、开启第二三通阀203的第一流出口，并实时监控快速温度计902的温度信号，实现对被试验泵400由冷至热的瞬时温度变化冲击；

S5、控制器300发送控制信号，将第二三通阀203的第一流出口关闭、保持第二三通阀203的第二流出口开度，被试验泵400持续运转，并实时监控温度计901的温度信号，在控制器300中预设所需试验的时间，实现对高温耐久试验的运行时间控制；

若监控到温度计901的温度信号升高，则控制器300发送控制信号，将第一三通阀103的第二流出口开启，调节开度，使得冷水罐101的液体流出，降低热水回路的温度；

若第一三通阀103的第二流出口的开度调节过大，监控到温度计901的温度信号降低，则控制器300发送控制信号，将第一三通阀103的第二流出口的开度调小，减少冷水罐101的液体流出量，从而实现了回路系统的自我反馈调节的功能，快捷和精确地控制试验温度。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (8)

1.一种试验回路系统，用于对被试验泵进行热瞬变的冲击试验及高温耐久试验，其特征在于，该试验回路系统包含：

冷源供给回路组件及热源供给回路组件，分别通过各自管道连接至所述被试验泵；其中

所述冷源供给回路组件的流出端及热源供给回路组件的流出端，分别通过管道连接至一段设置有温度传感器的共用管道，并通过所述共用管道与所述被试验泵的流入口连接；

所述冷源供给回路组件的流出端与所述热源供给回路组件的流入端通过管道连接；

所述被试验泵的流出口通过管道与所述冷源供给回路组件的流入端连接；

控制器，分别通过电路连接至被试验泵、冷源供给回路组件的电器部件及热源供给回路组件的电器部件；

其中，所述共用管道上设置的温度传感器，包含一铂金属温度计和一快速感应温度计，分别电路连接至所述控制器；通过监控所述快速温度计的温度信号，控制冷源供给回路组件向被试验泵输出冷却液体以将所述被试验泵冷却至预设的低温，和/或控制热源供给回路组件输出加热液体至已启动且处于预设低温的被试验泵对被试验泵进行由冷至热的瞬时温度变化冲击；

以及，通过实时监控铂金属温度计的温度信号，在预设的时间内控制热源供给回路组件输出加热液体至持续运转的被试验泵来进行高温耐久试验，和/或对冷源供给回路组件输出冷却液体至高温耐久试验下持续运转的被试验泵时所述冷却液体的流出量进行控制，来调整热源供给回路组件输出的加热液体的温度。

2.如权利要求1所述的试验回路系统，其特征在于，所述的冷源供给回路组件包含冷水罐、循环泵及第一三通阀；

所述冷水罐的流出口与所述循环泵的流入口通过管道连接；

所述冷水罐的流入口与所述被试验泵的流出口通过管道连接；

所述循环泵的流出口与所述第一三通阀的流入口通过管道连接；

所述第一三通阀的第一流出口与所述冷水罐的流入口通过管道连接；

所述第一三通阀的第二流出口通过管道与所述热源供给回路组件的流入端及所述被试验泵的流入口连接；

所述冷水罐的冷源控制信号接收端、循环泵的控制信号接收端及第一三通阀的控制信号接收端分别电路连接至控制器。

3.如权利要求2所述的试验回路系统，其特征在于，所述的热源供给回路组件包含热水罐、第一闸阀及第二三通阀；

所述热水罐的流出口与所述第一闸阀的流入口通过管道连接；

所述热水罐的流入口与所述第二三通阀的第一流出口通过管道连接；

所述第一闸阀的流出口与所述被试验泵的流入口通过管道连接；

所述第二三通阀的流入口与所述第一三通阀的第二流出口通过管道连接；

所述第二三通阀的第二流出口与所述被试验泵的流入口通过管道连接；

所述热水罐的热源控制信号接收端、第一闸阀的控制信号接收端及第二三通阀的控制信号接收端分别电路连接至控制器。

4.如权利要求2所述的试验回路系统，其特征在于，所述的冷水罐的流入口与所述被试验泵的流出口之间的管道上设置有调节阀，所述调节阀的流入口与所述被试验泵的流出口通过管道连接，所述调节阀的流出口与所述冷水罐的流入口通过管道连接。

5.如权利要求4所述的试验回路系统，其特征在于，所述的调节阀的流出口与所述冷水罐的流入口之间的管道上设置有止回阀，所述止回阀的流入口与所述调节阀的流出口通过管道连接，所述止回阀的流出口与所述冷水罐的流入口、第一三通阀的第一流出口通过管道连接。

6.如权利要求5所述的试验回路系统，其特征在于，所述的调节阀的流出口与所述止回阀的流入口之间的管道上设置有流量计。

7.如权利要求5所述的试验回路系统，其特征在于，进一步包含一第二闸阀，所述的第二闸阀的流出口与所述第一三通阀的第二流出口通过管道连接；所述的第二闸阀的流入口与所述止回阀的流入口通过管道连接；所述的第二闸阀的控制信号接收端电路连接至控制器。

8.一种试验回路系统的试验方法，其特征在于，包含以下步骤：

S1、控制器发送控制信号，将第一三通阀的第二流出口关闭、第一三通阀的第一流出口开启、启动循环泵，制冷冷水罐中的液体；

S2、控制器发送控制信号，将第二三通阀的第一流出口关闭、第一闸阀关闭，加热热水罐中的液体；

S3、控制器发送控制信号，将第一三通阀的第二流出口开启、第二三通阀的第二流出口开启，实时监控快速感应温度计的温度信号，以使被试验泵冷却至预设的低温，其中调节阀一直处于整定开度；

S4、控制器发送控制信号，将第一三通阀的第二流出口关闭、保持第二三通阀的第二流出口的开度、第二闸阀开启、启动被试验泵，之后开启第一闸阀、开启第二三通阀的第一流出口，并实时监控快速感应温度计的温度信号，实现对被试验泵由冷至热的瞬时温度变化冲击；

S5、控制器发送控制信号，将第二三通阀的第一流出口关闭、保持第二三通阀的第二流出口开度，被试验泵持续运转，并实时监控铂金属温度计的温度信号，在控制器中预设所需试验的时间，实现对高温耐久试验的运行时间控制；

若监控到铂金属温度计的温度信号升高，则控制器发送控制信号，将第一三通阀的第二流出口开启，调节开度，使得冷水罐的液体流出，降低热水回路的温度；

若第一三通阀的第二流出口的开度调节过大，监控到铂金属温度计的温度信号降低，则控制器发送控制信号，将第一三通阀的第二流出口的开度调小，减少冷水罐的液体流出量，从而实现回路系统的自我反馈调节，及对试验温度的控制。