CN106441842A - 一种用于高温高压蒸汽微泄漏测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于高温高压蒸汽微泄漏测量装置，包括进气阀(1)，绝热层(2)，蒸汽腔(3)，单向阀(4)，冷却风机(5)，散热器(6)，积液腔(7)，安全阀(8)，基座(9)，数据计算模块(10)，温度传感器1(11)，压力传感器1(12)，称重传感器(13)，温度传感器2(14)，压力传感器2(15)。相比现有测量方法，该装置具有精度更高，测量量程更广，操作简单且无需停机即可工作的优点。

Description

一种用于高温高压蒸汽微泄漏测量装置

技术领域

本发明涉及一种用于高温高压蒸汽微泄漏测量装置，属核电检测领域。

背景技术

核电站拥有数量庞大、交错复杂、高温高压的蒸汽管网，阀门、连接管段泄漏也是日常维护工作的重中之重。其中安全壳隔离阀一旦泄漏超限，将造成放射性物质外泄，对环境与社会造成极大的危害；另外根据技术规范要求在运机组需及时停机，将造成极大的经济损失。因此，安全壳隔离阀的泄漏问题一直被广泛关注，尤其在机组运行过程中出现疑似泄漏，精确测量微小泄漏率数值显得尤为重要。目前国内在运机组发生数次疑似安全壳隔离阀泄漏超标事件，采用的测量方法是通过安装在系统管道下游的流量计进行读数，或者通过估算系统管道的体积，根据单位时间内管道压力的变化来计算泄漏率。上述方法的缺点是计算误差大，测量范围窄，且无法测量微小泄漏。因此如何在机组运行工况下，准确测量高温高压阀门的泄漏率，成为本领域亟待解决的技术问题之一。

发明内容

本发明的目的是提供一种测量精度高，使用量程大，操作简便，适用于高温高压蒸汽微泄漏测量装置。

一种用于高温高压蒸汽微泄漏测量装置，其特征在于：该装置由进气阀、蒸汽腔、单向阀、冷却风机、散热器、积液腔、安全阀、支撑脚、数据计算模块、温度传感器、压力传感器、称重传感器组成。

所述的蒸汽腔为已知容积的耐高温高压的箱体，设有绝热层、进气阀、单向阀、压力传感器1与温度传感器1，其中单向阀与散热器连接，散热器与积液腔连接，积液腔设有安全阀、压力传感器2与温度传感器2，蒸汽腔与积液腔整体放置于基座上。

所述的绝热层是包裹于蒸汽腔周围的保温材料，保证腔内泄漏蒸汽温度恒定，从而提高泄漏率计算精度。所述的基座设有称重传感器及数据显示区域，其中数据显示区域是将所测的压力、温度及重量信号，经过一定的逻辑运算后，最终显示于电子屏幕上。

所述的微泄漏测量装置工作原理为：当上游泄漏量较小时，一定时间内蒸汽腔内的压力变化较为明显，此时根据所测温度及水蒸汽状态方程，准确计算出阀门泄漏率值；当上游泄漏量较大时，蒸汽腔压力持续升高，单向阀入口压力达到设定阈值并开启，高温高压的水蒸汽进入散热器冷却后，变成液体进入积液腔，此时根据一定时间内的称重传感器读取质量变化，计算出阀门泄漏率值。相比现有测量方法，精度更高，测量量程更广，操作简单且无需停机即可工作。

附图说明

图1为一种用于高温高压蒸汽微泄漏测量装置原理图；

图1中的标号名称：1进气阀，2绝热层，3蒸汽腔，4单向阀，5冷却风机，6散热器，7积液腔，8安全阀，9基座，10数据计算模块，11温度传感器1，12压力传感器1，13称重传感器，14温度传感器2，15压力传感器2。

具体实施方式

如图1所示，本发明所述的用于高温高压蒸汽微泄漏测量装置，包括进气阀(1)，绝热层(2)，蒸汽腔(3)，单向阀(4)，冷却风机(5)，散热器(6)，积液腔(7)，安全阀(8)，基座(9)，数据计算模块(10)，温度传感器1(11)，压力传感器1(12)，称重传感器(13)，温度传感器2(14)，压力传感器2(15)。

具体的实施过程为：

当进行微小泄漏测量时，首先将进气口与待检测设备连接，开启设备工作电源，打开进气阀(1)，泄漏的高温高压蒸汽进入蒸汽腔(3)中，由于蒸汽腔(3)周围包裹着绝热层(2)，泄漏的蒸汽温度基本保持不变，不会在蒸汽腔内发生液化,此时腔内的压力逐渐升高,数据计算模块(10)会自动读取t1时刻到t2时刻的温度传感器1(11)与压力传感器1(12)的数值,那么单位时间内泄漏率计算如下式所示:

由于保温良好，可以忽略两个时刻内温度的变化，那么上式可以简化为：

式中：ΔP为t1时刻至t2时刻压力变化值；P0为蒸汽腔初始压力值，一般为当地大气压；T0为蒸汽腔初始温度值；Δt为t1时刻至t2时刻的时间变化值；T为t1时刻至t2时刻的温度均值；V为蒸汽腔的设计容积。对于不同的饱和蒸汽，应使用对应的蒸汽理想气体方程对上式进行修正。

当进行较大泄漏测量时，同样按照上述步骤连接好装置，蒸汽腔(3)压力迅速升高至设定值上限，单向阀(4)开启，冷却风机(5)开始工作，高温高压的蒸汽进入散热器(6)被冷凝成低压低温的液体，液体最终流入积液腔(7)内，此时数据计算模块(10)会自动读取t1时刻到t2时刻的称重传感器(13)的数值,那么单位时间内泄漏率计算如下式所示:

式中：Δm为t1时刻至t2时刻质量的变化；Δt为t1时刻至t2时刻的时间变化值；ρ为标准蒸汽的密度。

所述的安全阀(8)的作用是当腔内压力超过设计上限时，阀门自动开启进行排气，从而保护测试装置的安全。

所述的温度传感器2(14)及压力传感器2(15)作用是帮助使用者实时获取积液腔(7)内的温度及压力情况，提前预判测试装置的运行状况。

本发明提供的测量装置，无论在何种泄漏量下进行测量，均无需停止运行机组即可实现测量工作。

Claims (4)

1.一种用于高温高压蒸汽微泄漏测量装置，其特征在于：由进气阀(1)，绝热层(2)，蒸汽腔(3)，单向阀(4)，冷却风机(5)，散热器(6)，积液腔(7)，安全阀(8)，基座(9)，数据计算模块(10)，温度传感器1(11)，压力传感器1(12)，称重传感器(13)，温度传感器2(14)，压力传感器2(15)组成。

2.一种用于高温高压蒸汽微泄漏测量装置，其特征还在于：采用两种不同的测量原理组合进行泄漏测量，采取蒸汽腔(3)内的压力变化进行微小泄漏测量及整体质量变化进行较大泄漏测量。

3.根据权利要求2所述的微小泄漏测量，数据计算模块(10)会自动读取t1时刻到t2时刻的温度传感器1(11)与压力传感器1(12)的数值，并计算出泄漏率值。

4.根据权利要求2所述的较大泄漏测量，单向阀入口压力达到设定阈值并开启，冷却风机(5)开始工作，高温高压的蒸汽进入散热器(6)被冷凝成低压低温的液体，液体最终流入积液腔(7)内，数据计算模块(10)会自动读取t1时刻到t2时刻的称重传感器(13)的数值，并计算出泄漏率值。