CN107424655B - 一种研究核电厂死管段现象的试验系统 - Google Patents
一种研究核电厂死管段现象的试验系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种研究核电厂死管段现象的试验系统，包括死管段以及用于模拟改善死管段内部温度的第一机构；死管段为全封闭式金属管道，设有液体进入口和排出口；第一机构包括对流管、加热器、远传热电阻温度计、磁翻板液位计和第一远传差压变送器；对流管为全封闭式金属管道，通过两管道与死管段形成连通的第一回路，并设有排气口；加热器与死管段相连实现对液体加热处理；远传热电阻温度计有多个，分别安装在死管段和对流管上；磁翻板液位计有两个，一安装在死管段上，另一安装在对流管上；第一远传差压变送器安装在死管段上并与死管段串接成第二回路。实施本发明，能够采用试验模拟的技术手段来研究和探讨死管段现象，且设计合理可靠。
Description
技术领域
本发明涉及核电安全测量技术领域，尤其涉及一种研究核电厂死管段现象的试验系统。
背景技术
安全注入系统RIS和反应堆冷却剂系统RCP之间的接口区域存在有受限空间，该受限空间具体是指上述两个系统逆止阀之间的管道，且该管道会在机组正常运行期间存液体并处于宏观静止状态，因此通常称该管道为RIS死管段。
核电厂正常运行时，RIS死管段在靠近RCP的一侧常受RCP冷却剂的加热（温度可达320℃），使得该侧上的逆止阀阀瓣壁面常被腐蚀，导致阀门密封性受到影响，人们常将该类腐蚀现象称之为死管段现象。然而，死管段现象的存在，直接威胁着核电厂第二道安全屏障可靠性。可是多年来，国内外核工业虽然进行大量理论研究，但尚无可行的试验方法来完整模拟核电厂真实运行工况。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种研究核电厂死管段现象的试验系统，能够采用试验模拟的技术手段来研究和探讨死管段现象，且设计合理可靠。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种研究核电厂死管段现象的试验系统，所述试验系统包括死管段以及用于模拟改善所述死管段内部温度的第一机构；其中，
所述死管段为全封闭式的金属管道，其上设有液体进入口和液体排出口；
所述第一机构包括对流管、用于模拟RCP系统温度变化的加热器、用于液体温度测量并实现测量信号远传分组监控的远传热电阻温度计、用于液体液位高度测量并实现测量信号远传的磁翻板液位计和用于判断液体沸腾并实现判断信号远传的第一远传差压变送器；其中，
所述对流管为全封闭式的金属管道，其通过两个管道与所述死管段形成相互连通的第一回路，并在所述对流管上设有排气口；
所述加热器与所述死管段的一端相连，并待所述死管段管道内容纳有一定容量液体时实现对所述液体加热处理；
所述远传热电阻温度计有多个，分别对应安装在所述死管段和所述对流管上；
所述磁翻板液位计有两个，两个所述磁翻板液位计之一安装在所述死管段上，另一安装在所述对流管上；
所述第一远传差压变送器安装在所述死管段上，并与所述死管段串接成第二回路。
其中，所述加热器为中频感应加热器，具有防高温异常及自动保护功能。
其中，所述死管段在靠近所述加热器的一端外侧壁上包覆有保温层。
其中，所述死管段和所述第一机构中所有部件均采用抗350℃高温和8.39Mpa高压的材料制作而成。
本发明实施例还提供了一种研究核电厂死管段现象的试验系统，所述试验系统包括死管段、用于模拟改善所述死管段内部温度的第一机构和/或用于模拟改善所述死管段内部压力的第二机构；其中，
所述死管段为全封闭式的金属管道，其上设有液体进入口和液体排出口；
所述第一机构包括对流管、用于模拟RCP系统温度变化的加热器、用于液体温度测量并实现测量信号远传分组监控的远传热电阻温度计、用于液体液位高度测量并实现测量信号远传的磁翻板液位计和用于判断液体沸腾并实现判断信号远传的第一远传差压变送器；其中，
所述对流管为全封闭式的金属管道，其通过两个管道与所述死管段形成相互连通的第一回路，并在所述对流管上设有排气口；
所述加热器与所述死管段的一端相连，并待所述死管段管道内容纳有一定容量液体时实现对所述液体加热处理；
所述远传热电阻温度计有多个，分别对应安装在所述死管段和所述对流管上；
所述磁翻板液位计有两个，两个所述磁翻板液位计之一安装在所述死管段上，另一安装在所述对流管上；
所述第一远传差压变送器安装在所述死管段上，并与所述死管段串接成第二回路；
所述第二机构包括用于模拟中压安注箱的空气压缩罐、用于释放压力的泄压箱、第一引导管、第二引导管、用于空间压力测量并实现测量信号远传的远传压力变送器、用于判断空间压力异常并实现判断信号远传的第二远传差压变送器、手动隔离阀和逆止阀；其中，
所述空气压缩罐通过所述第一引导管与所述死管段相连；
所述泄压箱通过所述第二引导管连通至所述第一引导管上并与所述死管段相连；
所述远传压力变送器有两个，两个所述远传压力变送器之一安装在所述死管段上，另一安装在所述第一引导管靠近所述空气压缩罐一侧上；
所述第二远传差压变送器安装在所述死管段上，并与所述死管段串接成第三回路；
所述手动隔离阀有多个，分别对应安装在所述两个管道、第一引导管位于所述空气压缩罐及其对应连接的远传压力变送器之间以及所述第二引导管上；
所述逆止阀有一个，安装在所述第一引导管位于所述空气压缩罐及其对应连接的远传压力变送器之间上。
其中，所述第二机构还包括人工打压装置，所述人工打压装置接入所述逆止阀与所述空气压缩罐之间并通过所述第一引导管与所述死管段相连。
其中，所述加热器为中频感应加热器，具有防高温异常及自动保护功能。
其中，所述死管段在靠近所述加热器的一端外侧壁上包覆有保温层。
其中，所述空气压缩罐充满有惰性气体。
其中，所述死管段、第一机构中所有部件以及第二机构中所有部件均采用抗350℃高温和8.39Mpa高压的材料制作而成。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：
1、本发明提出模拟改善死管段内部温度和/或内部压力，来研究和探讨死管段现象，且设计合理可靠；
2、本发明可以根据液体进入口和液体排出口对死管段管道内液体液位高度进行调节，从而实现死管段在不同水位平台下的研究试验，使试验结果具有多样性，并且通过对流管实现自然循环改善死管段管道内部温度，满足死管段能在不同水位平台下循环冷却试验要求；
3、本发明采用空气压缩罐和人工打压装置对死管段管道内压力进行调节，从而实现死管段能在不同压力平台下的研究试验要求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，根据这些附图获得其他的附图仍属于本发明的范畴。
图1为本发明实施例一提供的研究核电厂死管段现象的试验系统的连接结构示意图；
图2为本发明实施例二提供的研究核电厂死管段现象的试验系统的连接结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
如图1所示，为本发明实施例一中，提供的一种研究核电厂死管段现象的试验系统，该试验系统包括死管段1以及用于模拟改善死管段1内部温度的第一机构；其中，
死管段1为全封闭式的金属管道，其上设有液体进入口和液体排出口；
第一机构包括对流管11、用于模拟RCP系统温度变化的加热器12、用于液体温度测量并实现测量信号远传分组监控的远传热电阻温度计13、用于液体液位高度测量并实现测量信号远传的磁翻板液位计14和用于判断液体沸腾并实现判断信号远传的第一远传差压变送器15；其中，
对流管11为全封闭式的金属管道，其通过两个管道3与死管段1形成相互连通的第一回路，并在对流管11上设有排气口；
加热器12与死管段1的一端相连，并待死管段1管道内容纳有一定容量液体时实现对液体加热处理；
远传热电阻温度计13有多个，分别对应安装在死管段1和对流管11上；
磁翻板液位计14有两个，两个磁翻板液位计14之一安装在死管段1上，另一安装在对流管11上；
第一远传差压变送器15安装在死管段1上，并与死管段1串接成第二回路。
可以理解的是，由于加热器12模拟RCP系统温度变化，且死管段1接驳该加热器12，可以模拟核电厂死管段阀瓣沸腾状态，从而使得死管段1形成有高温区、过渡区和低温区，并在上述三个区域布置相应的远传热电阻温度计13，测量不同横截面温度分布情况，验证理论分析的结论。此时，死管段1高温区模拟为加热源、对流管11模拟为冷却源，从而使得对流管11和死管段1形成的第一回路满足连续自然循环的条件，实现研究改善死管段1内部温度现象的试验。
可以理解的是，由于死管段1上设有液体进入口、液体排出口以及安装有一磁翻板液位计14，且对流管11上设有排气口以及安装有另一磁翻板液位计14，可以根据液体进入口和液体排出口对死管段1管道内液体液位高度进行调节，从而实现死管段1在不同水位平台下的研究试验，使试验结果具有多样性，并且通过对流管11实现自然循环改善死管段1管道内部温度，满足死管段1能在不同水位平台下循环冷却试验要求。应当说明的是，液体可以为水或者其它可加热的冷却液。
应当说明的是，为了保护工作人员的安全，有必要在本发明实施例一中的研究核电厂死管段现象的试验系统前面设置安全墙（如沙堆、实体墙等），隔离本发明实施例一中的研究核电厂死管段现象的试验系统中部件过压爆炸。
更进一步的，加热器12为中频感应加热器，具有防高温异常及自动保护功能。
更进一步的，死管段1在靠近加热器12的一端（即高温区）外侧壁上包覆有保温层，该保温层由玻璃纤维制作而成。
更进一步的，死管段1和第一机构中所有部件均采用抗350℃高温和8.39Mpa高压的材料制作而成，能够覆盖核电厂死管段1真实温度和压力。
如图2所示，为本发明实施例二中，提出的一种研究核电厂死管段现象的试验系统，该试验系统包括死管段1、用于模拟改善死管段1内部温度的第一机构和/或用于模拟改善死管段1内部压力的第二机构；其中，
死管段1为全封闭式的金属管道，其上设有液体进入口和液体排出口；
第一机构包括对流管11、用于模拟RCP系统温度变化的加热器12、用于液体温度测量并实现测量信号远传分组监控的远传热电阻温度计13、用于液体液位高度测量并实现测量信号远传的磁翻板液位计14和用于判断液体沸腾并实现判断信号远传的第一远传差压变送器15；其中，
对流管11为全封闭式的金属管道，其通过两个管道3与死管段1形成相互连通的第一回路，并在对流管11上设有排气口；
加热器12与死管段1的一端相连，并待死管段1管道内容纳有一定容量液体时实现对液体加热处理；
远传热电阻温度计13有多个，分别对应安装在死管段1和对流管11上；
磁翻板液位计14有两个，两个磁翻板液位计14之一安装在死管段1上，另一安装在对流管11上；
第一远传差压变送器15安装在死管段1上，并与死管段1串接成第二回路；
第二机构包括用于模拟中压安注箱的空气压缩罐21、用于释放压力的泄压箱22、第一引导管23、第二引导管24、用于空间压力测量并实现测量信号远传的远传压力变送器25、用于判断空间压力异常并实现判断信号远传的第二远传差压变送器26、手动隔离阀27和逆止阀28；其中，
空气压缩罐21通过第一引导管23与死管段1相连；
泄压箱22通过第二引导管24连通至第一引导管23上并与死管段1相连；
远传压力变送器25有两个，两个远传压力变送器25之一安装在死管段1上，另一安装在第一引导管23靠近空气压缩罐21一侧上；
第二远传差压变送器26安装在死管段1上，并与死管段1串接成第三回路；
手动隔离阀27有多个，分别对应安装在两个管道3、第一引导管23位于空气压缩罐21及其对应连接的远传压力变送器25之间以及第二引导管24上；
逆止阀28有一个，安装在第一引导管23位于空气压缩罐21及其对应连接的远传压力变送器25之间上。
应当说明的是，模拟改善死管段1内部温度的第一机构和用于模拟改善死管段1内部压力的第二机构不能同时开启，即二者开启状态相异。第一机构开启的条件由加热器12（如加热）、两个管道3上的手动隔离阀27（如打开）以及死管段1管道内需预存有循环的液体（如水）决定，而第二机构开启的条件由空气压缩罐21（如打开）、第一引导管23上的手动隔离阀27（打开）、逆止阀28（如微微打开）以及死管段1管道内液体被排完决定。
更进一步的，第二机构还包括人工打压装置29，人工打压装置29接入逆止阀28与空气压缩罐21之间并通过第一引导管23与死管段1相连。
更进一步的，加热器12为中频感应加热器，具有防高温异常及自动保护功能。
更进一步的，死管段1在靠近加热器12的一端外侧壁上包覆有保温层，该保温层由玻璃纤维制作而成。
更进一步的，空气压缩罐21充满有惰性气体。
更进一步的，死管段1、第一机构中所有部件以及第二机构中所有部件均采用抗350℃高温和8.39Mpa高压的材料制作而成，能够覆盖核电厂死管段1真实温度和压力。
本发明实施例二中的研究核电厂死管段现象的试验系统可以模拟改善死管段1的两种现象，包括改善内部温度和改善内部压力，具体工作原理如下：
（1）改善内部温度：将第二机构中除设置在两个管道3的手动隔离阀27开启之外的所有部件都关闭，一旦死管段1管道内充满液体且通过加热器12受热，可以模拟核电厂死管段阀瓣沸腾状态，从而使得死管段1形成有高温区、过渡区和低温区，并在上述三个区域布置相应的远传热电阻温度计13，测量不同横截面温度分布情况，验证理论分析的结论。此时，死管段1高温区模拟为加热源、对流管11模拟为冷却源，从而使得对流管11和死管段1形成的第一回路满足连续自然循环的条件；同时由于死管段1上设有液体进入口、液体排出口以及安装有一磁翻板液位计14，且对流管11上设有排气口以及安装有另一磁翻板液位计14，可以根据液体进入口和液体排出口对死管段1管道内液体液位高度进行调节，从而实现死管段1在不同水位平台下的研究试验，使试验结果具有多样性；
（2）改善内部压力：首先要确定死管段1管道内是否存在液体，如果有，则通过液体排出口将管道内液体全部排放干净。其次，将第一机构中所有部件都关闭，且将第二机构中设置在两个管道3的手动隔离阀27都关闭。开启空气压缩罐21或人工打压装置29以及第一引导管23上的手动隔离阀27，对死管段1管道内压力进行调节，从而实现死管段1能在不同压力平台下的研究试验要求。当然，一旦死管段1管道内压力过大，则开启第二引导管23上的手动隔离阀27，将死管段1内的压力泄放至泄压箱22中。
应当说明的是，为了保护工作人员的安全，有必要在本发明实施例二中的研究核电厂死管段现象的试验系统前面设置安全墙（如沙堆、实体墙等），隔离本发明实施例二中的研究核电厂死管段现象的试验系统中部件过压爆炸。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：
1、本发明提出模拟改善死管段内部温度和/或内部压力，来研究和探讨死管段现象，且设计合理可靠；
2、本发明可以根据液体进入口和液体排出口对死管段管道内液体液位高度进行调节，从而实现死管段在不同水位平台下的研究试验，使试验结果具有多样性，并且通过对流管实现自然循环改善死管段管道内部温度，满足死管段能在不同水位平台下循环冷却试验要求；
3、本发明采用空气压缩罐和人工打压装置对死管段管道内压力进行调节，从而实现死管段能在不同压力平台下的研究试验要求。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (10)
1.一种研究核电厂死管段现象的试验系统，其特征在于，所述试验系统包括死管段（1）以及用于模拟改善所述死管段（1）内部温度的第一机构；其中，
所述死管段（1）为全封闭式的金属管道，其上设有液体进入口和液体排出口；
所述第一机构包括对流管（11）、用于模拟RCP系统温度变化的加热器（12）、用于液体温度测量并实现测量信号远传分组监控的远传热电阻温度计（13）、用于液体液位高度测量并实现测量信号远传的磁翻板液位计（14）和用于判断液体沸腾并实现判断信号远传的第一远传差压变送器（15）；其中，
所述对流管（11）为全封闭式的金属管道，其通过两个管道（3）与所述死管段（1）形成相互连通的第一回路，并在所述对流管（11）上设有排气口；
所述加热器（12）与所述死管段（1）的一端相连，并待所述死管段（1）管道内容纳有一定容量液体时实现对所述液体加热处理；
所述远传热电阻温度计（13）有多个，分别对应安装在所述死管段（1）和所述对流管（11）上；
所述磁翻板液位计（14）有两个，两个所述磁翻板液位计（14）之一安装在所述死管段（1）上，另一安装在所述对流管（11）上；
所述第一远传差压变送器（15）安装在所述死管段（1）上，并与所述死管段（1）串接成第二回路。
2.如权利要求1所述的试验系统，其特征在于，所述加热器（12）为中频感应加热器，具有防高温异常及自动保护功能。
3.如权利要求2所述的试验系统，其特征在于，所述死管段（1）在靠近所述加热器（12）的一端外侧壁上包覆有保温层。
4.如权利要求3所述的试验系统，其特征在于，所述死管段（1）和所述第一机构中所有部件均采用抗350℃高温和8.39Mpa高压的材料制作而成。
5.一种研究核电厂死管段现象的试验系统，其特征在于，所述试验系统包括死管段（1）、用于模拟改善所述死管段（1）内部温度的第一机构和/或用于模拟改善所述死管段（1）内部压力的第二机构；其中，
所述死管段（1）为全封闭式的金属管道，其上设有液体进入口和液体排出口；
所述第一机构包括对流管（11）、用于模拟RCP系统温度变化的加热器（12）、用于液体温度测量并实现测量信号远传分组监控的远传热电阻温度计（13）、用于液体液位高度测量并实现测量信号远传的磁翻板液位计（14）和用于判断液体沸腾并实现判断信号远传的第一远传差压变送器（15）；其中，
所述对流管（11）为全封闭式的金属管道，其通过两个管道（3）与所述死管段（1）形成相互连通的第一回路，并在所述对流管（11）上设有排气口；
所述加热器（12）与所述死管段（1）的一端相连，并待所述死管段（1）管道内容纳有一定容量液体时实现对所述液体加热处理；
所述远传热电阻温度计（13）有多个，分别对应安装在所述死管段（1）和所述对流管（11）上；
所述磁翻板液位计（14）有两个，两个所述磁翻板液位计（14）之一安装在所述死管段（1）上，另一安装在所述对流管（11）上；
所述第一远传差压变送器（15）安装在所述死管段（1）上，并与所述死管段（1）串接成第二回路；
所述第二机构包括用于模拟中压安注箱的空气压缩罐（21）、用于释放压力的泄压箱（22）、第一引导管（23）、第二引导管（24）、用于空间压力测量并实现测量信号远传的远传压力变送器（25）、用于判断空间压力异常并实现判断信号远传的第二远传差压变送器（26）、手动隔离阀（27）和逆止阀（28）；其中，
所述空气压缩罐（21）通过所述第一引导管（23）与所述死管段（1）相连；
所述泄压箱（22）通过所述第二引导管（24）连通至所述第一引导管（23）上并与所述死管段（1）相连；
所述远传压力变送器（25）有两个，两个所述远传压力变送器（25）之一安装在所述死管段（1）上，另一安装在所述第一引导管（23）靠近所述空气压缩罐（21）一侧上；
所述第二远传差压变送器（26）安装在所述死管段（1）上，并与所述死管段（1）串接成第三回路；
所述手动隔离阀（27）有多个，分别对应安装在所述两个管道（3）、第一引导管（23）位于所述空气压缩罐（21）及其对应连接的远传压力变送器（25）之间以及所述第二引导管（24）上；
所述逆止阀（28）有一个，安装在所述第一引导管（23）位于所述空气压缩罐（21）及其对应连接的远传压力变送器（25）之间上。
6.如权利要求5所述的试验系统，其特征在于，所述第二机构还包括人工打压装置（29），所述人工打压装置（29）接入所述逆止阀（28）与所述空气压缩罐（21）之间并通过所述第一引导管（23）与所述死管段（1）相连。
7.如权利要求6所述的试验系统，其特征在于，所述加热器（12）为中频感应加热器，具有防高温异常及自动保护功能。
8.如权利要求7所述的试验系统，其特征在于，所述死管段（1）在靠近所述加热器（12）的一端外侧壁上包覆有保温层。
9.如权利要求8所述的试验系统，其特征在于，所述空气压缩罐（21）充满有惰性气体。
10.如权利要求9所述的试验系统，其特征在于，所述死管段（1）、第一机构中所有部件以及第二机构中所有部件均采用抗350℃高温和8.39Mpa高压的材料制作而成。
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