CN110763272A - 一种管道冰塞实验设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种管道冰塞实验设备，属于冰塞实验技术领域。所述管道冰塞实验设备包括支撑平台、台架、试验管道，所述试验管道两端分别通过支撑机构悬空固定在所述支撑平台上；所述试验管道上套有冰塞夹套，所述冰塞夹套外部连通有液氮加注机构，从而对所述试验管道内的液体进行冷冻；所述试验管道两端均固定连接有密封法兰盘，用于加压模拟实际工作状态中的管道；所述台架上还设有安全监测机构，用于实验中保护人员安全；通过加注机构、影像记录装置、温度传感器和安全检测机构等装置最大程度模拟实际冻结管道的过程，从而为冻结管道技术积累经验和数据参考，为实际管道检修降低难度和减少维修成本。

Description

一种管道冰塞实验设备
技术领域
本发明涉及冰塞实验技术领域，特别涉及一种管道冰塞实验设备。
背景技术
在核电厂设备管道维护过程中，有时候需要对管道系统进行隔离。国外技术采用在管道外部包裹制冷剂，使内部形成冰塞，从而冻结密封管道以便进行维修工作。
目前国内采用冰塞方式缺少相关的技术累积，仅凭以往的经验进行施工。对冰塞制作过程中出现的冰塞成形时间、制冷剂消耗量、安全监测等问题缺少相应的技术累积。
发明内容
本发明的目的在于提供一种管道冰塞实验设备，以解决目前冰塞在形成过程中出现的冰塞成形时间、制冷剂消耗量、安全监测等问题缺少相应的技术累积的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种管道冰塞实验设备，包括：支撑平台、台架、试验管道，所述台架与所述支撑平台垂直设置；所述试验管道两端分别通过支撑机构悬空固定在所述支撑平台上；
所述试验管道上套有冰塞夹套，所述冰塞夹套外部连通有液氮加注机构，从而对所述试验管道内的液体进行冷冻；
所述冰塞夹套下方设有反重力支撑机构，所述反重力支撑机构能够抵消所述冰塞夹套的重力，保证所述试验管道不产生弯曲变形；
所述试验管道两端均固定连接有密封法兰盘，用于加压模拟实际工作状态中的管道；
所述台架上还设有安全监测机构，用于实验中保护人员安全。
可选的，所述支撑机构包括V型架、立柱、压杆和L型滑板；
所述立柱设有两根，分别位于所述V型架两侧；
所述试验管道放置于所述V型架上；
所述压杆固定连接于所述立柱顶端；
所述L型滑板固定连接于所述立柱末端，在所述L型滑板作用下，所述支撑机构能够在所述支撑平台上来回滑动。
可选的，所述压杆中间设有压紧机构，用于压紧放置在所述V型架上的所述试验管道；
所述压紧机构包括压紧块、固定螺母、螺杆和旋转手柄，所述旋转手柄和所述压紧块分别位于所述螺杆的两端；所述固定螺母与所述压杆固定连接；所述螺杆与所述固定螺母螺纹连接，所述螺杆能够在所述所述固定螺母中沿竖直方向上下移动。
可选的，所述密封法兰盘中间设有可视窗口，所述可视窗口与所述密封法兰盘之间通过玻璃盖板固定连接；所述密封法兰盘上还连通有注水管和排气管。
可选的，所述试验管道一端设有影像记录装置，用于记录所述试验管道中冰塞形成的过程；另一端设有光源补充装置，为所述影像记录装置拍摄补充光照。
可选的，所述影像记录装置前端还安装有除雾装置，使用高压气体清除所述可视窗口由于冷热交替形成的水雾，保证所述影像记录装置能够拍摄出清晰的画面。
可选的，所述液氮加注机构包括杜瓦罐和加注口，所述杜瓦罐中充满液氮，并且与所述加注口之间通过低温管路连通，所述加注口上设有低温截止阀，用于所述低温管路与所述冰塞夹套的通断；所述低温截止阀上游设有流量传感器，能够监测所述低温管路中液氮的流量。
可选的，所述安全监测机构包括氧浓度检测器和监测相机，所述氧浓度检测器能够监测所述管道冰塞实验设备周围的氧气浓度；所述监测相机能够监测所述冰塞夹套中的液氮是否发生泄漏。
可选的，所述台架上还设有若干个换气风扇，在所述氧浓度检测器报警时，启动所述换气风扇增加空气流通滤，保护操作人员的安全。
可选的，所述试验管道外壁安装有两组阵列式温度传感器，用于监测所述试验管道内冰塞形成过程中的温度变化；所述冰塞夹套上安装有热电偶温度传感器，用于监测所述冰塞夹套内液氮的温度变化。
在本发明中提供了一种管道冰塞实验设备，包括支撑平台、台架、试验管道，所述试验管道两端分别通过支撑机构悬空固定在所述支撑平台上；所述试验管道上套有冰塞夹套，所述冰塞夹套外部连通有液氮加注机构，从而对所述试验管道内的液体进行冷冻；所述冰塞夹套下方设有反重力支撑机构，所述反重力支撑机构能够抵消所述冰塞夹套的重力，保证所述试验管道不产生弯曲变形；所述试验管道两端均固定连接有密封法兰盘，用于加压模拟实际工作状态中的管道；所述台架上还设有安全监测机构，用于实验中保护人员安全；通过加注机构、影像记录装置、温度传感器和安全检测机构等装置最大程度模拟实际冻结管道的过程，从而为冻结管道技术积累经验和数据参考，为实际管道检修降低难度和减少维修成本。
附图说明
图1是本发明提供的一种管道冰塞实验设备的结构示意图；
图2是本发明提供的一种管道冰塞实验设备的左视图；
图3是本发明提供的一种管道冰塞实验设备支撑机构的结构示意图；
图4是本发明提供的一种管道冰塞实验设备压紧机构的结构示意图；
图5是本发明提供的一种管道冰塞实验设备密封法兰盘的结构示意图；
图6是本发明提供的一种管道冰塞实验设备密封法兰盘的剖视图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种管道冰塞实验设备作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
本发明提供了一种管道冰塞实验设备，如图1和图2所示，包括支撑平台1、台架2、试验管道3，所述台架2与所述支撑平台1垂直设置；所述试验管道3两端分别通过支撑机构4悬空固定在所述支撑平台1上；所述试验管道3上套有冰塞夹套5，所述冰塞夹套5外部连通有液氮加注机构，从而对所述试验管道3内的液体进行冷冻；所述冰塞夹套5下方设有反重力支撑机构6，所述反重力支撑机构6能够抵消所述冰塞夹套5的重力，保证所述试验管道3不产生弯曲变形；所述试验管道3两端均固定连接有密封法兰盘7，用于加压模拟实际工作状态中的管道；所述台架2上还设有安全监测机构，用于实验中保护人员安全。
具体的，如图3所示，所述支撑机构4包括V型架41、立柱42、压杆43和L型滑板44；所述立柱42设有两根，分别位于所述V型架41两侧，起支撑作用；所述试验管道3放置于所述V型架41上；所述压杆43固定连接于所述立柱42顶端；所述L型滑板44固定连接于所述立柱42末端，在所述L型滑板44作用下，所述支撑机构4能够在所述支撑平台1上来回滑动。
进一步的，如图4所示，所述压杆43中间设有压紧机构45，用于压紧放置在所述V型架41上的所述试验管道3；所述压紧机构45包括压紧块451、固定螺母452、螺杆453和旋转手柄454，所述旋转手柄454和所述压紧块451分别位于所述螺杆453的两端；所述固定螺母452与所述压杆43固定连接；所述螺杆453与所述固定螺母452螺纹连接，所述螺杆453能够在所述所述固定螺母452中沿竖直方向上下移动，从而将所述试验管道3压紧在所述V型架41上，保证实验过程中所述试验管道3保持稳定状态。
具体的，如图5和图6所示，所述密封法兰盘7中间设有可视窗口71，所述可视窗口71与所述密封法兰盘7之间通过玻璃盖板72固定连接；所述密封法兰盘7上还连通有注水管73和排气管74，所述注水管73和所述排气管74分别用于给所述试验管道3加入液体和排出所述试验管道3内的气体，使所述试验管道3内充满液体。进一步的，请结合图1、图5和图6所示，所述试验管道3一端设有影像记录装置，用于记录所述试验管道3中冰塞形成的过程；另一端设有光源补充装置，为所述影像记录装置拍摄补充光照；所述影像记录装置前端还安装有除雾装置，使用高压气体清除所述可视窗口71由于冷热交替形成的水雾，保证所述影像记录装置能够拍摄出清晰的画面，从而准确的记录冰塞的形成过程。
具体的，请继续参阅图1和图2，所述液氮加注机构包括杜瓦罐8和加注口9，所述杜瓦罐8中充满液氮，并且与所述加注口9之间通过低温管路连通，所述加注口9上设有低温截止阀，用于所述低温管路与所述冰塞夹套5的通断；所述低温截止阀上游设有流量传感器，能够监测所述低温管路中液氮的流量；所述安全监测机构包括氧浓度检测器10和监测相机11，所述氧浓度检测器10能够监测所述管道冰塞实验设备周围的氧气浓度；所述监测相机11能够监测所述冰塞夹套5中的液氮是否发生泄漏；所述台架2上还设有若干个换气风扇12，在所述氧浓度检测器10报警时，启动所述换气风扇12增加空气流通滤，保护操作人员的安全；所述试验管道3外壁安装有两组阵列式温度传感器13，用于监测所述试验管道3内冰塞形成过程中的温度变化；所述冰塞夹套5上安装有热电偶温度传感器14，用于监测所述冰塞夹套5内液氮的温度变化。
具体的，在进行冰塞实验前，首先将所述试验管道3安装在所述台架2上，通过所述V型架41上的所述压紧机构45将所述试验管道3固定在所述台架2上；接着安装所述试验管道3两侧的密封法兰盘7，将所述试验管道3两端封堵形成密封；然后安装所述冰塞夹套5，并通过调节所述冰塞夹套5底部的所述反重力支撑机构6，消除所述冰塞夹套5自身重量对所述试验管道3施加的压力，保证所述试验管道3在实验过程中不产生弯曲变形；最后采用软管将所述密封法兰盘7与外部蓄水箱连通将试验管道内注满水，即可完成准备工作。接着，开启所述试验管道3一侧的所述影像记录装置和另一侧的所述光源补充装置，启动温度记录仪及所述氧浓度检测器10，接着打开液氮阀门，向所述冰塞夹套5内的注入液氮，液氮注入时所述流量传感器实时记录液氮的使用量；冰塞形成后，维持液氮的供应保持冰塞不融化；测试后期，打开所述试验管道3一侧的所述密封法兰盘7的排水阀，排空冰塞一侧的水介质，再在冰塞有水一侧的加压，进行高压破坏性试验，测试冰塞的耐压极限，从而完成整个实验过程。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (10)

1.一种管道冰塞实验设备，其特征在于，包括：支撑平台（1）、台架（2）、试验管道（3），所述台架（2）与所述支撑平台（1）垂直设置；所述试验管道（3）两端分别通过支撑机构（4）悬空固定在所述支撑平台（1）上；
所述试验管道（3）上套有冰塞夹套（5），所述冰塞夹套（5）外部连通有液氮加注机构，从而对所述试验管道（3）内的液体进行冷冻；
所述冰塞夹套（5）下方设有反重力支撑机构（6），所述反重力支撑机构（6）能够抵消所述冰塞夹套（5）的重力，保证所述试验管道（3）不产生弯曲变形；
所述试验管道（3）两端均固定连接有密封法兰盘（7），用于加压模拟实际工作状态中的管道；
所述台架（2）上还设有安全监测机构，用于实验中保护人员安全。
2.如权利要求1所述的一种管道冰塞实验设备，其特征在于，所述支撑机构（4）包括V型架（41）、立柱（42）、压杆（43）和L型滑板（44）；
所述立柱（42）设有两根，分别位于所述V型架（41）两侧；
所述试验管道（3）放置于所述V型架（41）上；
所述压杆（43）固定连接于所述立柱（42）顶端；
所述L型滑板（44）固定连接于所述立柱（42）末端，在所述L型滑板（44）作用下，所述支撑机构（4）能够在所述支撑平台（1）上来回滑动。
3.如权利要求2所述的一种管道冰塞实验设备，其特征在于，所述压杆（43）中间设有压紧机构（45），用于压紧放置在所述V型架（41）上的所述试验管道（3）；
所述压紧机构（45）包括压紧块（451）、固定螺母（452）、螺杆（453）和旋转手柄（454），所述旋转手柄（454）和所述压紧块（451）分别位于所述螺杆（453）的两端；所述固定螺母（452）与所述压杆（43）固定连接；所述螺杆（453）与所述固定螺母（452）螺纹连接，所述螺杆（453）能够在所述所述固定螺母（452）中沿竖直方向上下移动。
4.如权利要求1所述的一种管道冰塞实验设备，其特征在于，所述密封法兰盘（7）中间设有可视窗口（71），所述可视窗口（71）与所述密封法兰盘（7）之间通过玻璃盖板（72）固定连接；所述密封法兰盘（7）上还连通有注水管（73）和排气管（74）。
5.如权利要求4所述的一种管道冰塞实验设备，其特征在于，所述试验管道（3）一端设有影像记录装置，用于记录所述试验管道（3）中冰塞形成的过程；另一端设有光源补充装置，为所述影像记录装置拍摄补充光照。
6.如权利要求5所述的一种管道冰塞实验设备，其特征在于，所述影像记录装置前端还安装有除雾装置，使用高压气体清除所述可视窗口（71）由于冷热交替形成的水雾，保证所述影像记录装置能够拍摄出清晰的画面。
7.如权利要求1所述的一种管道冰塞实验设备，其特征在于，所述液氮加注机构包括杜瓦罐（8）和加注口（9），所述杜瓦罐（8）中充满液氮，并且与所述加注口（9）之间通过低温管路连通，所述加注口（9）上设有低温截止阀，用于所述低温管路与所述冰塞夹套（5）的通断；所述低温截止阀上游设有流量传感器，能够监测所述低温管路中液氮的流量。
8.如权利要求1所述的一种管道冰塞实验设备，其特征在于，所述安全监测机构包括氧浓度检测器（10）和监测相机（11），所述氧浓度检测器（10）能够监测所述管道冰塞实验设备周围的氧气浓度；所述监测相机（11）能够监测所述冰塞夹套（5）中的液氮是否发生泄漏。
9.如权利要求8所述的一种管道冰塞实验设备，其特征在于，所述台架（2）上还设有若干个换气风扇（12），在所述氧浓度检测器（10）报警时，启动所述换气风扇（12）增加空气流通滤，保护操作人员的安全。
10.如权利要求1所述的一种管道冰塞实验设备，其特征在于，所述试验管道（3）外壁安装有两组阵列式温度传感器（13），用于监测所述试验管道（3）内冰塞形成过程中的温度变化；所述冰塞夹套（5）上安装有热电偶温度传感器（14），用于监测所述冰塞夹套（5）内液氮的温度变化。
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