CN110360912A - 一种核电站管道验证试验装置及方法 - Google Patents

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刘星
范磊
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Abstract

本发明属于核电站调试技术领域，具体涉及一种核电站管道验证试验装置及方法。该装置包括：待测管道、管夹、支撑臂、导向管、指针和记录板；所述管夹固定在待测管道上，所述支撑臂与管夹连接，所述导向管与支撑臂连接，所述指针穿入导向管，所述记录板放置于导向管的垂直下方地面上。所述的管夹用螺栓固定在待测管道上。所述的支撑臂与管夹通过焊接连接。所述的导向管与支撑臂通过焊接连接。所述的记录板按照三维笛卡尔坐标系用于记录试验测点的坐标。本发明旨在消除现有装置的试验结果准确性低等问题。

Description

一种核电站管道验证试验装置及方法
技术领域
本发明属于核电站调试技术领域，具体涉及一种核电站管道验证试验装置及方法。
背景技术
核级管道是核电站的重要机械设备，其直接影响核电站的安全可靠运行。管道验证试验(代号为“TUY55”)是在压水堆核电站的热态功能阶段，在三维笛卡尔坐标体系下，检查核级管道在反应堆从冷停堆(常温常压)到热停堆(291℃和15.4MPa)的响应(位移)是否在设计范围内，确保管道的机械性能满足设计要求。传统的试验装置因准确度不高，降低了试验结果的准确性，降低了试验工作质量和效率。
因此，开发出一种更可靠的核电站管道验证试验装置及方法，对提高试验结果的准确性，对设备和机组的安全、可靠运行至关重要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种核电站管道验证试验装置及方法，旨在消除现有装置的试验结果准确性低等问题。
为达到上述目的，本发明所采取的技术方案为：
一种核电站管道验证试验装置，包括：待测管道、管夹、支撑臂、导向管、指针和记录板；所述管夹固定在待测管道上，所述支撑臂与管夹连接，所述导向管与支撑臂连接，所述指针穿入导向管，所述记录板放置于导向管的垂直下方地面上。
所述的管夹用螺栓固定在待测管道上。
所述的支撑臂与管夹通过焊接连接。
所述的导向管与支撑臂通过焊接连接。
所述的记录板按照三维笛卡尔坐标系用于记录试验测点的坐标。
一种基于核电站管道验证试验装置的试验方法，包括以下步骤：
第一步：将管夹用螺栓安装到试验对象的待测管道上；
第二步：将支撑臂与管夹、导向管通过焊接连接，并确保支撑臂与导向管垂直；用框式水平仪检查调整导向管直到其垂直指向地面，此时支撑臂应平行于地面；
第三步：将记录板水平地放置于导向管下方的地面上，并检查记录板的读数范围能够将管道最大位移包含在内；
第四步：根据管夹的两根支撑臂与水平地面平行的特性，用铅锤竖直向下并紧贴在两根支撑臂上，然后向下自然下落并在记录板上做出标记；以此方法在紧贴两根支撑臂的不同位置下落铅锤，并在记录板上打出2个标记，将这2个标记用直线连接在一起，便在记录板上作出了三维笛卡尔坐标的其中1个坐标轴，记为Y轴，再作出1条与该直线垂直的直线，则可得出了另一个坐标轴，记为X轴，根据三维笛卡尔坐标的右手法则，可得到另一个坐标轴，记为Z轴，由此建立试验所需的三维坐标系，用记号笔至少标识出2个坐标轴；
第五步：在机组冷停堆下，用指针穿入导向管，在自然重力的作用下，指针在记录板上做出标记，读出该标记在X和Y轴上的坐标值分别记为a和b；测量导向管底部在垂直于记录板方向上的距离，记为c，由此可得冷停堆下的管道坐标为A(a,b,c)；
第六步：在机组达到热停堆后，用指针穿入导向管，在自然重力的作用下，指针在记录板上做出标记，读出该标记在X和Y轴上的坐标值分别记为r和s；测量导向管底部在垂直于记录板方向上的距离，记为t，由此可得管道在热停堆下的坐标，记为B(r,s,t)；
第七步：计算管道在机组热停堆时，试验测点在3个方向的位移分别为：
X轴：位移数值＝〡r-a〡，位移方向为a点指向r点；
Y轴：位移数值＝〡s-b〡，位移方向为b点指向r点；
Z轴：位移数值＝〡t-c〡，位移方向为c点指向t点；
若试验测点在3个坐标轴的位移数值在设计范围内，且试验测点在3个坐标轴的位移方向均与设计一致，则判定试验合格；反之，则判定试验不合格。
将导向管与地面的垂直度调整为不超过0.10mm/m。
第五步中，为便于计算，将初始位置的坐标记为O(0,0,0)。
第六步中，因机组热态功能试验为核电机组调试的关键工程节点，若管道验证试验结果不良，将直接制约机组调试进度；故，为提前检查和预判管道位移方向与试验要求相符，可在冷停堆与热停堆之间，在60℃、120℃和230℃时均按照第六步所述方法，测量和记录在对应温度时，管道的位移方向是否与试验要求相符，若发现不符合设计要求，可及时处理，以避免在后续的热停堆时，才发现异常，从而导致机组调试进度延误。
本发明所取得的有益效果为：
1)指南针法利用指南针的方向指示功能，确定管道验证试验过程中的管道位移方向，但不能记录管道位移数值。且由于厂房墙壁对地球磁场屏蔽作用，将会降低指南针的指示精度。本方案装置不仅可以准确记录管道位移方向，还能准确记录位移值，可以消除指南针法的不足，提高试验结果准确性。
2)此外，本方案还避免了厂房标记法因建筑物定位标识不准或遗失，而造成管道位移无法测量的问题。
根据本发明的装置与使用方法，在某百万千瓦级压水堆电站热态功能试验阶段执行了管道验证试验，操作过程简单、得出的数据准确可靠，取得了良好效果。
附图说明
图1为核电站管道验证试验装置示意图；
图2为核电站管道验证试验数据记录方法示意图；
图中：1、待测管道；2、管夹；3、指针；4、导向管；5、记录板；6、支撑臂。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
如图1所示，本发明所述核电站管道验证试验装置包括：待测管道1、管夹2、支撑臂6、导向管4、指针3和记录板5。
所述管夹2用螺栓固定在待测管道1上。
所述支撑臂6与管夹2通过焊接连接。
所述导向管4与支撑臂6通过焊接连接。
所述指针3穿入导向管4。
所述记录板5放置于导向管4的垂直下方地面上。
所述记录板5按照三维笛卡尔坐标系用于记录试验测点的坐标。
如图1、图2所示，本发明所述核电站管道验证试验方法包括以下步骤：
第一步：将管夹2用螺栓安装到试验对象的待测管道1上。
第二步：将支撑臂6与管夹2、导向管4通过焊接连接，并确保2根支撑臂6与导向管4垂直。用框式水平仪检查调整导向管4直到其垂直指向地面，此时支撑臂6应平行于地面。
优选地，将导向管4与地面的垂直度调整为不超过0.10mm/m。
第三步：将记录板5水平地放置于导向管4下方的地面上，并检查记录板5的读数范围能够将管道最大位移包含在内。
第四步：根据管夹2的两根支撑臂6与水平地面平行的特性，用铅锤竖直向下并紧贴在两根支撑臂6上，然后向下自然下落并在记录板5上做出标记。以此方法在紧贴两根支撑臂6的不同位置下落铅锤，并在记录板5上打出2个标记，将这2个标记用直线连接在一起，便在记录板5上作出了三维笛卡尔坐标的其中1个坐标轴(记为“Y”轴)。再作出1条与该直线垂直的直线，则可得出了另一个坐标轴(记为“X”轴)。根据三维笛卡尔坐标的右手法则，可得到另一个坐标轴(记为“Z”轴)，由此建立试验所需的三维坐标系。用记号笔至少标识出2个坐标轴。
第五步：在机组冷停堆(常温常压)下，用指针3穿入导向管4，在自然重力的作用下，指针3在记录板5上做出标记，读出该标记在X和Y轴上的坐标值分别记为“a”和“b”。测量导向管4底部在垂直于记录板5方向上(“Z”轴)的距离，记为“c”。由此可得冷停堆下的管道坐标为A(a,b,c)。
优选地，为便于计算，可将初始位置的坐标记为O(0,0,0)。
第六步：在机组达到热停堆(291℃和15.4MPa)后，用指针3穿入导向管4，在自然重力的作用下，指针3在记录板5上做出标记，读出该标记在X和Y轴上的坐标值分别记为“r”和“s”。测量导向管4底部在垂直于记录板5方向上(“Z”轴)的距离，记为“t”。由此可得管道1在热停堆(291℃和15.4MPa)下的坐标，记为B(r,s,t)。
优选地，因机组热态功能试验为核电机组调试的关键工程节点，若管道验证试验结果不良，将直接制约机组调试进度。故，为提前检查和预判管道位移方向与试验要求相符，可在冷停堆与热停堆之间，在60℃、120℃和230℃时均按照第六步所述方法，测量和记录在对应温度时，管道的位移方向是否与试验要求相符，如图2所示。若发现不符合设计要求，可及时处理，以避免在后续的热停堆时，才发现异常，从而导致机组调试进度延误。
第七步：计算管道在机组热停堆时，试验测点在3个方向的位移(数值和方向)分别为：
X轴：位移数值＝〡r-a〡，位移方向为“a”点指向“r”点；
Y轴：位移数值＝〡s-b〡，位移方向为“b”点指向“r”点；
Z轴：位移数值＝〡t-c〡，位移方向为“c”点指向“t”点。
若试验测点在3个坐标轴的位移数值在设计范围内，且试验测点在3个坐标轴的位移方向均与设计一致，则判定试验合格；反之，则判定试验不合格。

Claims (9)

1.一种核电站管道验证试验装置，其特征在于：包括：待测管道、管夹、支撑臂、导向管、指针和记录板；所述管夹固定在待测管道上，所述支撑臂与管夹连接，所述导向管与支撑臂连接，所述指针穿入导向管，所述记录板放置于导向管的垂直下方地面上。
2.根据权利要求1所述的核电站管道验证试验装置，其特征在于：所述的管夹用螺栓固定在待测管道上。
3.根据权利要求1所述的核电站管道验证试验装置，其特征在于：所述的支撑臂与管夹通过焊接连接。
4.根据权利要求1所述的核电站管道验证试验装置，其特征在于：所述的导向管与支撑臂通过焊接连接。
5.根据权利要求1所述的核电站管道验证试验装置，其特征在于：所述的记录板按照三维笛卡尔坐标系用于记录试验测点的坐标。
6.一种基于权利要求1所述核电站管道验证试验装置的试验方法，其特征在于：包括以下步骤：
第一步：将管夹用螺栓安装到试验对象的待测管道上；
第二步：将支撑臂与管夹、导向管通过焊接连接，并确保支撑臂与导向管垂直；用框式水平仪检查调整导向管直到其垂直指向地面，此时支撑臂应平行于地面；
第三步：将记录板水平地放置于导向管下方的地面上，并检查记录板的读数范围能够将管道最大位移包含在内；
第四步：根据管夹的两根支撑臂与水平地面平行的特性，用铅锤竖直向下并紧贴在两根支撑臂上，然后向下自然下落并在记录板上做出标记；以此方法在紧贴两根支撑臂的不同位置下落铅锤，并在记录板上打出2个标记，将这2个标记用直线连接在一起，便在记录板上作出了三维笛卡尔坐标的其中1个坐标轴，记为Y轴，再作出1条与该直线垂直的直线，则可得出了另一个坐标轴，记为X轴，根据三维笛卡尔坐标的右手法则，可得到另一个坐标轴，记为Z轴，由此建立试验所需的三维坐标系，用记号笔至少标识出2个坐标轴；
第五步：在机组冷停堆下，用指针穿入导向管，在自然重力的作用下，指针在记录板上做出标记，读出该标记在X和Y轴上的坐标值分别记为a和b；测量导向管底部在垂直于记录板方向上的距离，记为c，由此可得冷停堆下的管道坐标为A(a,b,c)；
第六步：在机组达到热停堆后，用指针穿入导向管，在自然重力的作用下，指针在记录板上做出标记，读出该标记在X和Y轴上的坐标值分别记为r和s；测量导向管底部在垂直于记录板方向上的距离，记为t，由此可得管道在热停堆下的坐标，记为B(r,s,t)；
第七步：计算管道在机组热停堆时，试验测点在3个方向的位移分别为：
X轴：位移数值＝〡r-a〡，位移方向为a点指向r点；
Y轴：位移数值＝〡s-b〡，位移方向为b点指向r点；
Z轴：位移数值＝〡t-c〡，位移方向为c点指向t点；
若试验测点在3个坐标轴的位移数值在设计范围内，且试验测点在3个坐标轴的位移方向均与设计一致，则判定试验合格；反之，则判定试验不合格。
7.根据权利要求6所述的基于核电站管道验证试验装置的试验方法，其特征在于：将导向管与地面的垂直度调整为不超过0.10mm/m。
8.根据权利要求6所述的基于核电站管道验证试验装置的试验方法，其特征在于：第五步中，为便于计算，将初始位置的坐标记为O(0,0,0)。
9.根据权利要求6所述的基于核电站管道验证试验装置的试验方法，其特征在于：第六步中，因机组热态功能试验为核电机组调试的关键工程节点，若管道验证试验结果不良，将直接制约机组调试进度；故，为提前检查和预判管道位移方向与试验要求相符，可在冷停堆与热停堆之间，在60℃、120℃和230℃时均按照第六步所述方法，测量和记录在对应温度时，管道的位移方向是否与试验要求相符，若发现不符合设计要求，可及时处理，以避免在后续的热停堆时，才发现异常，从而导致机组调试进度延误。
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