CN111091918A - 一种中子通量管检查一体化装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及核电站维修技术领域，具体涉及一种适用于核反应堆中子通量管整体水压试验及氦气检查一体化装置。在中子通量管备件制备完成后，出于水压试验及无损检测的需要，设计出检漏装置，为备件质量检验提供支持。本发明中，氦气检漏仪和氦检漏连接装置通过波纹管卡扣连接，中子通量管和氦气检漏装置相连，其手柄端在中间主体的密封段固定，中间主体的密封段和密封球阀螺栓连接；处于氦气检漏状态时，中子通量管外壁充氦装置通过横截止阀和密封球阀相连，压力表通过竖截止阀和密封球阀相连；处于水压试验状态时，水压增压泵通过横截止阀和密封球阀相连。本发明不仅提高了效率，节省了成本，还能较好的实现检漏目的。
Description
技术领域
本发明涉及核电站维修技术领域，具体涉及一种适用于核反应堆中子通量管整体水压试验及氦气检查一体化装置。
背景技术
压水堆核电厂反应堆中子通量管，俗称指套管，是压水堆核电厂的关键设备之一，反应堆的大小不同中子通量管的数量不等，常规堆型单台机组中子通量管的数量为20～50根。作为堆芯核测系统中子通量的测量通道，中子通量管均匀分布在堆芯燃料组件通道中，贯穿燃料组件，并裸露在堆芯内。中子通量管是一回路压力边界，因为辐照脆化和流致振动导致的机械磨损会使其管壁减薄甚至破损，进而引起一回路冷却剂的泄漏和污染。
以1000MWe核电厂为例，单台机组有50根中子通量管，长度为13～18米不等。从国内外经验反馈来看，因1000MWe核电厂一回路冷却剂装量大及热工水力特性复杂，中子通量管更换工作已普遍开展，对中子通量管的备件需求旺盛。
由于每根中子通量管长度不一，核电厂无法针对每一根中子通量管做备件储备，而是统一按照最长尺寸储备，备件使用时则根据所需更换的中子通量管实际长度进行备件的制备。中子通量管备件的制备涉及中子通量管的切割、坡口打磨、焊接，以及制备完成后的水压试验、无损检测等。国内核电厂，在进行中子通量管备件的制备技术的原创性开发过程中产生了一系列的科技创新。
在中子通量管备件制备完成后，均需要对每一根备件做水压试验及无损检测，通过最终检验来确保中子通量管备件的质量满足要求。出于水压试验及无损检测的需要，设计制作一套核反应堆中子通量管整体水压试验及氦气检查一体化装置，为备件质量检验提供支持。
发明内容
本发明的技术解决问题是：
反应堆中子通量管是核反应堆的一回路压力边界，是反应堆堆芯关键设备之一，直接承受核反应堆高温高压环境，其可靠密封是核安全的必然要求。目前中子通量管整体备件制备长期以来被国外技术垄断，国内核电厂没有中子通量管整体备件制备的技术能力，也没有相应的检验装置；检验制备好的中子通量管整体备件，需要一种能够模拟核反应堆堆芯压力的水压试验装置，以及进行氦气严密性检验的装置。
本发明的技术解决方案是：
基于最长的中子通量管长度设计制作可同时用于水压试验和氦检漏的一体化装置，装置主体由水压试验连接装置、中间主体、氦检漏连接装置三部分组成，现对各部分结构和功能介绍如下：
一种核反应堆中子通量管整体水压试验及氦气检查一体化装置，包括：氦气检漏仪、氦检漏连接装置、密封球阀、中子通量管外壁充氦装置、水压增压泵、压力表。氦气检漏仪和氦检漏连接装置通过波纹管卡扣连接，中子通量管和氦气检漏装置相连，其手柄端在中间主体的密封段固定，中间主体的密封段和密封球阀螺栓连接；处于氦气检漏状态时，中子通量管外壁充氦装置通过横截止阀和密封球阀相连，压力表通过竖截止阀和密封球阀相连；处于水压试验状态时，水压增压泵通过横截止阀和密封球阀相连。
氦气检漏装置包括：氦气校准漏孔、抽气真空泵、抽气隔离阀、校验隔离阀，其中，抽气隔离阀和抽气真空泵相连接，校验隔离阀和氦气校准漏孔相连接。氦气检漏装置还包括真空计，真空计固定安装在氦气检漏装置上。
氦检漏连接装置的右侧连接管分为内管和外管，其中，内管外径为3mm，小于中子通量管内径；外管和中子通量管的手柄段相连。截止阀在保压时处于关闭状态。
中间主体为不锈钢无缝钢管。中间主体的长度、材料、厚度尺寸均和使用的中子通量管一致。
本发明与现有技术相比有益效果为：
1)一体化装置结构简单，接口密封性高，能承受30MPa高压，也能满足氦气密封要求；
2)一体化装置具有与水压试验装置相连的接口，可进行中子通量管水压试验；
3)一体化装置具有与氦气检查装置相连的接口，可进行中子通量管氦气检查；
4)一体化装置能实现中子通量管整体打压，检漏，以及密封组件性能检验需求；
5)一体化装置能实现不同长度中子通量管的整体打压，检漏。
附图说明
图1氦检查装置结构图
图2氦检漏连接装置结构图
图3水压试验装置结构图
图中：1、氦气检漏仪；2、氦气校准漏孔；3、抽气真空泵；4、氦检漏连接装置；5、真空计；6、中子通量管；7、密封段；8、密封球阀；9、中子通量管外壁充氦装置；10、抽气隔离阀；11、校验隔离阀；12、水压增压泵；13、压力表；14、连接管；15、竖截止阀；16、横截止阀。
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描述：
如图1、图2、图3所示，一种核反应堆中子通量管整体水压试验及氦气检查一体化装置，包括：氦气检漏仪1、氦检漏连接装置4、密封球阀8、中子通量管外壁充氦装置9、水压增压泵12、压力表13。氦气检漏仪1和氦检漏连接装置4通过波纹管卡扣连接，中子通量管6和氦气检漏装置4相连，其手柄端在中间主体的密封段7固定，中间主体的密封段7和密封球阀8螺栓连接；处于氦气检漏状态时，中子通量管外壁充氦装置9通过横截止阀16和密封球阀8相连，压力表13通过竖截止阀15和密封球阀8相连；处于水压试验状态时，水压增压泵12通过横截止阀16和密封球阀8相连。
氦气检漏装置4包括：氦气校准漏孔2、抽气真空泵3、抽气隔离阀10、校验隔离阀11，其中，抽气隔离阀10和抽气真空泵3相连接，校验隔离阀11和氦气校准漏孔2相连接。氦气检漏装置4还包括真空计5，真空计5固定安装在氦气检漏装置上。
氦检漏连接装置4的右侧连接管14分为内管和外管，其中，内管外径为3mm，小于中子通量管内径；外管和中子通量管6的手柄段相连。截止阀16在保压时处于关闭状态。
中间主体为不锈钢无缝钢管。中间主体的长度、材料、厚度尺寸均和使用的中子通量管一致。
如图3所示，水压试验连接装置：水压试验装置是用于连接水压试验泵与一体化装置主体的连接装置，由一台充水隔离阀、一台排气隔离阀和连接接头组成。将水压试验连接装置与中间主体相连，氦检漏连接装置不需要连接。中子通量管装入中间主体，其手柄端在中间主体的密封段固定，密封段上下游螺母按照力矩要求紧固完成；水压试验泵连接到水压试验连接装置；压力表装入中间主体的压力表接口位置。水压试验装置连接完成后即可按照水压试验程序进行充水、排气、打压、保压，以及结果检验。
中间主体：主体部分由不锈钢无缝钢管(模拟中子通量管的导向管)、压力表接口、中子通量管密封段组成。
主体部分是一体化装置的核心部分，具有足够的密封及承压能力，压力表接口用于安装水压试验的压力表，中子通量管密封段用于密封中子通量管，形成水压试验边界。
如图2所示，氦检漏连接装置：氦检漏连接装置由抽气隔离阀、校验隔离阀、真空计接口、中子通量管手柄连接接口，及氦质谱仪连接接口组成。将水压试验连接装置、氦检漏连接装置均与中间主体相连，水压试验连接装置隔离阀关闭。中子通量管装入中间主体，其手柄端在中间主体的密封段固定，密封段上下游螺母按照力矩要求紧固完成；氦质谱仪连接到氦检漏连接装置；真空计装入氦检漏连接装置真空计接口。氦气检查装置连接完成后即可按照氦气检查程序进行充气、保压、抽气检查、校验等。通过氦检漏连接装置可实现抽气、校验、真空度显示等功能。
密封组件性能检验：将水压试验连接装置、氦检漏连接装置均与中间主体相连，装入需要进行性能检验的中子通量管密封组件装入密封段，即可通过水压试验和氦气检查的方式检验密封组件的密封性能。
一体化装置具有以下几个特征：
一体化装置一端设置有水压试验接口，另一端设置有氦气检查接口。一体两用，既可以用于整体打压，也可用于氦气检查。
一体化装置接口采用螺纹，快速接头形式，方便水压试验装置及氦气检查装置的安装。
一体化装置长度按照最长的中子通量管设定，材料及厚度参照中子通量管的导向管尺寸。
一体化装置所用钢管为不锈钢无缝钢管，材质及规格参照中子通量管的导向管确定。
本发明有益效果：
一种核反应堆中子通量管整体水压试验及氦气检查一体化装置，结构简单，接口密封性高，能承受30MPa高压，也能满足氦气密封要求；该装置具有与水压试验装置相连的接口，可进行中子通量管水压试验；同时，该装置还具有与氦气检查装置相连的接口，可进行中子通量管氦气检查；使用该装置能实现不同长度的中子通量管整体打压，检漏，以及密封组件性能检验需求；不仅提高了效率，节省了成本，还能较好的实现检漏目的。
Claims (7)
1.一种中子通量管检查一体化装置，包括：氦气检漏仪(1)、氦检漏连接装置(4)、密封球阀(8)、中子通量管外壁充氦装置(9)、水压增压泵(12)、压力表(13)，其特征在于：所述的氦气检漏仪(1)和氦检漏连接装置(4)通过波纹管卡扣连接，中子通量管(6)和氦气检漏装置(4)相连，其手柄端在中间主体的密封段(7)固定，中间主体的密封段(7)和密封球阀(8)螺栓连接；处于氦气检漏状态时，中子通量管外壁充氦装置(9)通过截止阀(16)和密封球阀(8)相连，压力表(13)通过截止阀(15)和密封球阀(8)相连；处于水压试验状态时，水压增压泵(12)通过截止阀(16)和密封球阀(8)相连。
2.如权利要求1所述的一种中子通量管检查一体化装置，其特征在于：所述的氦气检漏装置(4)包括：氦气校准漏孔(2)、抽气真空泵(3)、抽气隔离阀(10)、校验隔离阀(11)，其中，抽气隔离阀(10)和抽气真空泵(3)相连接，校验隔离阀(11)和氦气校准漏孔(2)相连接。
3.如权利要求2所述的一种中子通量管检查一体化装置，其特征在于：所述的氦检漏连接装置(4)右侧连接管(14)分为内管和外管，其中，内管外径为3mm，小于中子通量管内径；外管和中子通量管(6)的手柄段相连。
4.如权利要求1所述的一种中子通量管检查一体化装置，其特征在于：所述的截止阀(16)在保压时处于关闭状态。
5.如权利要求1所述的一种中子通量管检查一体化装置，其特征在于：所述的中间主体为不锈钢无缝钢管。
6.如权利要求2所述的一种中子通量管检查一体化装置，其特征在于：所述的氦气检漏装置(4)还包括真空计(5)，真空计(5)固定安装在氦气检漏装置上。
7.如权利要求5所述的一种中子通量管检查一体化装置，其特征在于：所述的中间主体的长度、材料、厚度尺寸均和使用的中子通量管一致。
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