CN110682236A - 用于金属面密封接头检维修作业的冰塞夹套装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于金属面密封接头检维修作业的冰塞夹套装置，包括接头夹套，以及分别连接在所述接头夹套两端的对接夹套Ⅰ、对接夹套Ⅱ，所述接头夹套包裹在金属面密封接头外侧，所述对接夹套Ⅰ和对接夹套Ⅱ分别包裹在对应管道外侧；制冷剂充入接头夹套、对接夹套Ⅰ、对接夹套Ⅱ的内部空腔，将各夹套所包裹的接头或管道内的液体制成冰柱。在对接夹套Ⅰ上设有液氮气化排出口和超声波探测口。在对接夹套Ⅱ上设有液氮进口、压缩空气进口和红外线测温探测口。本发明可适用于VCR接头两端不同规格的连接管道，并实现远程监控和测量，以及冰塞的快速解冻功能。

Description

用于金属面密封接头检维修作业的冰塞夹套装置
技术领域
本发明属于夹持装置，具体涉及一种用于金属面密封接头(如VCR接头)检维修作业的冰塞夹套装置。
背景技术
在重水除氚工艺联合电解催化交换系统中，系统管道内的含氚重水主要由D2O和DTO组成，有较强的内照射。两个VCR接头之间管道上安装的流量计、背阀门、脉冲阻尼器等出现故障需要更换时，必须对相关联系统进行排空吹扫。在工艺系统连续运行期间，由于不能疏排吹扫系统内的介质，导致无法对故障的流量计、背压阀等进行更换。只有在停车后，完成系统的疏排吹扫，才能更换损坏的设备，影响系统的连续安全稳定运行。而冰塞作为一种临时性的辅助隔离措施，可以在不影响工艺运行的前提下对需要更换的设备进行在线隔离。目前，冰塞装置夹套均为标准结构，夹套上未有快速复温设计，不但不能实现特殊几何形状的冰塞作业，而且不具备远程监控和快速解冻功能。设计一种满足特殊几何形状、可远程监测和控制、快速解冻的多功能型夹套意义重大。
专利申请200620116333.1公开了一种“方形冰塞夹套”，专利申请201811589261.6公开了一种“核电厂液氮冰塞装置及其冰塞控制方法”，这些现有的冰塞夹套都只是针对圆形或方形等规则管道设计的冰塞装置，没有针对金属面密封接头以及接头两端的不同规格管道专门进行的冰塞夹套结构设计，并且也不具有远程监控和快速解冻的功能。
发明内容
本发明的目的是针对联合电解催化交换系统的特点，提供一种用于金属面密封接头检维修作业的冰塞夹套装置，可适用于VCR接头两端不同规格的连接管道，并实现远程监控和测量，以及冰塞的快速解冻功能。
本发明的技术方案如下：一种用于金属面密封接头检维修作业的冰塞夹套装置，包括接头夹套，以及分别连接在所述接头夹套两端的对接夹套Ⅰ、对接夹套Ⅱ，所述接头夹套与金属面密封接头的外形相适配，包裹在金属面密封接头外侧，所述对接夹套Ⅰ和对接夹套Ⅱ分别与金属面密封接头两端的管道相适配，分别包裹在对应管道外侧；所述接头夹套、对接夹套Ⅰ、对接夹套Ⅱ的内部空腔相连通，制冷剂充入接头夹套、对接夹套Ⅰ、对接夹套Ⅱ的内部空腔，将各夹套所包裹的接头或管道内的液体制成冰柱。
进一步，如上所述的用于金属面密封接头检维修作业的冰塞夹套装置，其中，在对接夹套Ⅰ上设有液氮气化排出口和超声波探测口；液氮气化后，夹套内压力逐渐升高，液氮气化排出口用于及时排出气化液氮，保护夹套Ⅰ压力稳定；超声波探测口用于安装超声波探头，检测管道内冰柱形成状态。
进一步，如上所述的用于金属面密封接头检维修作业的冰塞夹套装置，其中，在对接夹套Ⅱ上设有液氮进口、压缩空气进口和红外线测温探测口；液氮进口为制冷剂的进口，对接头管道冰塞作业；压缩空气进口为对夹套进行吹扫和热量交换，控制解冻时间。
进一步，如上所述的用于金属面密封接头检维修作业的冰塞夹套装置，其中，所述压缩空气进口和液氮进口共用一个三通阀与对接夹套Ⅱ连接，通过三通阀调节压缩空气进口和液氮管路的开闭。
进一步，如上所述的用于金属面密封接头检维修作业的冰塞夹套装置，其中，所述红外线测温探测口用于安装红外线探头，探测管壁温度，与超声波探测进行相互比对验证。
进一步，如上所述的用于金属面密封接头检维修作业的冰塞夹套装置，其中，接头夹套、对接夹套Ⅰ、对接夹套Ⅱ的横截面均为C形，两个接头夹套、两个对接夹套Ⅰ、两个对接夹套Ⅱ分别包裹接头和接头管道，通过夹持装置将接头夹套、对接夹套Ⅰ和对接夹套Ⅱ连接、固定在一起。
进一步，如上所述的用于金属面密封接头检维修作业的冰塞夹套装置，其中，所述对接夹套Ⅰ和对接夹套Ⅱ具有匹配多种连接管道的型号规格，如1/8、1/4、3/8、1/2、3/4英寸管道。
本发明的有益效果如下：本发明设计出的特殊几何形状的多功能冰塞夹套装置，可以采用更换对接夹套的方法实现用于同一型号VCR接头两端不同规格的连接管道；可以实现远程监控及测量，避免测量人员近距离测量时冻伤；增加恒温压缩空气吹扫功能，达到控制和减少解冻时间目的；实现了α、β放射性液体VCR接头的冰塞作业，解决了联合电解催化交换系统中流量计、背压阀等设备的在线更换，防止放射性物质不必要的外逸，保护人身安全，填补了冰塞的远程监控和快速解冻技术的空白。
附图说明
图1-1为本发明具体实施例中组合式多功能夹套的结构示意图；
图1-2为图1-1中组合式多功能夹套的左视图；
图1-3为图1-1中组合式多功能夹套的俯视图；
图2-1为本发明具体实施例中对接夹套Ⅰ的结构示意图；
图2-2为图2-1中对接夹套Ⅰ的俯视图；
图3-1为本发明具体实施例中对接夹套Ⅱ的结构示意图；
图3-2为图3-1中对接夹套Ⅱ的俯视图。
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。
冰塞技术常用的方法有液氮法、干冰法及电制冷法。液氮法制作冰塞系统介质温度低于50℃，干冰法和电制冷法制作冰塞系统介质温度低于30℃。冰塞制作过程中，常用单侧压力法、疏水法、超声波探测法、观察结霜法、测量管壁温度法检测冰塞制作是否成功。在联合电解催化交换系统中，介质管道、设备通过VCR接头连接，管道内最高温度为低于50℃。液氮法制作冰塞的主要装置由液氮罐、制冷剂输送管、多功能型夹套组成。
本实施例提供的多功能夹套由排气口1、对接夹套I 2、接头夹套3、对接夹套Ⅱ4、液氮进口5、压缩空气进口6、超声波探测口7、红外线测温探测口8组成，见图1-1、图1-2、图1-3。对接夹套Ⅰ2、对接夹套Ⅱ4分别连接在所述接头夹套3的两端，所述接头夹套3与金属面密封接头的外形相适配，包裹在金属面密封接头外侧，所述对接夹套Ⅰ2和对接夹套Ⅱ4分别与金属面密封接头两端的管道相适配，分别包裹在对应管道外侧。所述接头夹套3、对接夹套Ⅰ2、对接夹套Ⅱ4的内部空腔相连通，制冷剂充入接头夹套、对接夹套Ⅰ、对接夹套Ⅱ的内部空腔，将各夹套所包裹的接头或管道内的液体制成冰柱。两个接头夹套、两个对接夹套Ⅰ、两个对接夹套Ⅱ分别包裹接头和接头管道，通过夹持装置将接头夹套、对接夹套Ⅰ和对接夹套Ⅱ连接、固定在一起。夹持装置可以根据需要和应用场景进行有针对性的设计，对于本领域的技术人员来说属于常规技术。
接头夹套3根据通用型号设计，可以互换通用。对接夹套Ⅰ与对接夹套Ⅱ设计有匹配多种连接管道的型号规格，如1/8、1/4、3/8、1/2、3/4英寸管道。如图2-1、图2-2所示，在对接夹套Ⅰ2上设计有液氮气化排气口1和超声波检测口7。液氮气化后，夹套内压力逐渐升高，液氮气化排出口作用在于及时排出气化液氮，保护夹套Ⅰ压力稳定；超声波探测口用于安装超声波探头，检测管道内冰柱形成状态。如图3-1、图3-2所示，在对接夹套Ⅱ4上设计有液氮进口5、压缩空气进口6及红外线测温探测口8。液氮进口为制冷剂的进口，对接头管道冰塞作业；压缩空气进口为对夹套进行吹扫和热量交换，控制解冻时间；红外线测温探测口用于安装红外线探头，探测管壁温度，与超声波探测进行相互比对验证。
重水除氚工艺联合电解催化交换系统管道布置比较密集、错综复杂。管与管通过金属面密封接头(如VCR接头)连接，管道上安装有流量计、压力表、背压阀等。搭建负压棚不但费时费力，产生放射性废物多，而且不利于人员作业。
重水除氚工艺系统中管道内的介质是含氚重水，氚具有强渗透性，会对人体造成内照射伤害，而且不易防护。重水在3.8℃时就变成了冰，将含氚重水冷却制成固态冰柱，不但可以降低检修工作中液态水的渗漏和挥发，而且便于运转到检修手套箱内解冻收集。
国内外冰塞技术已经非常成熟，有液氮法、干冰法和电制冷法。对普通标准管道的冰塞隔离技术，核电也有许多应用实例。对于含氚重水管道的VCR接头，两端为普通标准管，接头形状为非标准柱状，本发明所提供的冰塞夹套装置将非标准柱状的VCR接头包裹在夹套内，夹套两端开口根据接头管道直径设计成异型夹套。夹紧VCR接头后，向夹套内充入制冷剂，将夹套内的含氚重水制成冰柱，达到隔离和防护效果。所以，研制适合VCR接头的多功能冰塞夹套是可行的。
通过测量现场安装的VCR外形尺寸，绘制VCR接头外形尺寸图。根据VCR接头外形尺寸及接管尺寸，设计一款适用于VCR接头的组合式多功能夹套。该组合式多功能夹套由对接夹套I、接头夹套、对接夹套Ⅱ组成。在对接夹套I上设计有排气口和超声波探测口，对接夹套Ⅱ上设计了液氮进口、压缩空气进口及红外线测温探测口。对接夹套I和对接夹套Ⅱ设计不同规格型号，适用于同一型号不同接管尺寸的VCR接头，实现多功能目的。超声波探测器安装于对接夹套I和对接夹套Ⅱ，不仅避免人员频繁测量和测量时冻伤，而且实现远程实时监控。压缩空气进口和液氮进口共用一个三通阀与对接夹套Ⅱ连接，冰冻作业时关闭压缩空气侧，打开液氮侧，解冻作业时关闭液氮侧，打开压缩空气侧，缩短了解冻时间，提高了解冻速度。
该多功能冰塞夹套，实现了远程监控及测量，防止人员测量时意外冻伤，控制了冰塞的解冻时间，防止放射性物质不必要的外逸，保护人身安全；为VCR接头形式的α、β放射性液体开口作业提供了在线隔离措施和维修方法，为冰塞技术的远程监控及快速解冻提供了设计思路。
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 (7)

1.一种用于金属面密封接头检维修作业的冰塞夹套装置，其特征在于：包括接头夹套(3)，以及分别连接在所述接头夹套(3)两端的对接夹套Ⅰ(2)、对接夹套Ⅱ(4)，所述接头夹套(3)与金属面密封接头的外形相适配，包裹在金属面密封接头外侧，所述对接夹套Ⅰ(2)和对接夹套Ⅱ(4)分别与金属面密封接头两端的管道相适配，分别包裹在对应管道外侧；所述接头夹套(3)、对接夹套Ⅰ(2)、对接夹套Ⅱ(4)的内部空腔相连通，制冷剂充入接头夹套、对接夹套Ⅰ、对接夹套Ⅱ的内部空腔，将各夹套所包裹的接头或管道内的液体制成冰柱。
2.如权利要求1所述的用于金属面密封接头检维修作业的冰塞夹套装置，其特征在于：在对接夹套Ⅰ(2)上设有液氮气化排出口(1)和超声波探测口(7)；液氮气化排出口用于排出气化液氮，保护夹套Ⅰ压力稳定；超声波探测口安装超声波探头，检测管道内冰柱形成状态。
3.如权利要求2所述的用于金属面密封接头检维修作业的冰塞夹套装置，其特征在于：在对接夹套Ⅱ上设有液氮进口(5)、压缩空气进口(6)和红外线测温探测口(8)。
4.如权利要求3所述的用于金属面密封接头检维修作业的冰塞夹套装置，其特征在于：所述压缩空气进口(6)和液氮进口(5)共用一个三通阀与对接夹套Ⅱ连接，通过三通阀调节压缩空气进口和液氮管路的开闭。
5.如权利要求3所述的用于金属面密封接头检维修作业的冰塞夹套装置，其特征在于：所述红外线测温探测口(8)安装红外线探头，探测管壁温度，与超声波探测进行相互比对验证。
6.如权利要求1所述的用于金属面密封接头检维修作业的冰塞夹套装置，其特征在于：接头夹套(3)、对接夹套Ⅰ(2)、对接夹套Ⅱ(4)的横截面均为C形，两个接头夹套、两个对接夹套Ⅰ、两个对接夹套Ⅱ分别包裹接头和接头管道，通过夹持装置将接头夹套、对接夹套Ⅰ和对接夹套Ⅱ连接、固定在一起。
7.如权利要求1-6任意一项所述的用于金属面密封接头检维修作业的冰塞夹套装置，其特征在于：所述对接夹套Ⅰ(2)和对接夹套Ⅱ(4)具有匹配多种连接管道的型号规格。
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