CN111613353B - 一种辐照监督管试验装置的温度补偿釜盖及温度补偿釜 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种辐照监督管试验装置的温度补偿釜盖及温度补偿釜，温度补偿釜包括釜体、温度补偿板和的温度补偿釜盖，该温度补偿釜盖包括釜盖和设置于釜盖上的多个补偿温度传感器，釜盖的圆周面外侧均匀设置有至少三个补偿温度传感器，釜盖外侧中间位置设置一个补偿温度传感器；上述各个补偿温度传感器分别连接到外部自动控制系统，实时测试各补偿温度传感器的温度；该温度补偿釜盖用于连接与其配合的釜体使用，当上述各个补偿温度传感器的均值与外部参考温度的差值超过设定阈值时，外部自动控制系统通过控制釜盖和釜体之间的温度补偿板来加热，对釜盖处的温度进行补偿。本发明能够有效防止温度流失，保持腔体内的温度精确和均匀。

Description

一种辐照监督管试验装置的温度补偿釜盖及温度补偿釜

技术领域

本发明属于电力领域，尤其涉及核电领域，具体为核电领域中的一种辐照监督管试验装置的温度补偿釜盖及温度补偿釜。

背景技术

核电站中的压力容器由于长期受到辐射，从而导致压力容器性能或结构的改变，不利于核电站的安全运行，因此，需要对压力容器进行长期连续的监测，在现有技术中，通常采用辐照监督管，辐照监督管采用压力容器的母材和焊缝材料制成，在反应堆寿期内按计划抽出进行性能测试和分析，以监督和预示压力容器材质辐照后的性能变化。

然而，由于监督管由于材料和制造工艺的差别会对测试结果产生影响，为了消除监督管自身的影响，需要一种用于辐照监督管的在线检测试验装置，由于釜体主要是承受高温高压，而釜盖除了要承受高温高压还需要开设多个通孔来进行气体的充入排出控制以及数据线和控制线的输入，因此釜盖的材料必须是易于加工和安装的，这就造成了与釜体材料上的差异，而由于材料的不同造成的散热不同，以及通孔、安装接触面导致高温高压釜的腔体内靠近釜盖处会造成局部的温度异常点，从而导致了影响腔体的整体温度的均匀性。

因此，现在有必要对釜盖处的温度进行补偿措施。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是高温高压釜由于釜体主要是承受高温高压，而釜盖除了要承受高温高压还需要开设多个通孔来进行气体的充入排出控制以及数据线和控制线的输入，因此釜盖的材料必须是易于加工和安装的，这就造成了与釜体材料上的差异，而由于材料的不同造成的散热不同，以及通孔、安装接触面导致高温高压釜的腔体内靠近釜盖处会造成局部的温度异常点，从而导致了影响腔体的整体温度的均匀性的问题。本发明提供了解决上述问题的一种辐照监督管试验装置的温度补偿釜盖及温度补偿釜，本发明温度补偿釜盖用于辐照监督管的在线检测试验装置中，在监督管制造完成之后首先对监督管进行高温高压试验，试验合格后再安装到堆内；本发明温度补偿釜盖能够防止高温高压釜内的温度流失，保持腔体内的温度精确和均匀。

本发明通过下述技术方案实现：

一种辐照监督管试验装置的温度补偿釜盖，该温度补偿釜盖包括釜盖和设置于所述釜盖上的多个第一补偿温度传感器，所述釜盖的圆周面外侧均匀设置有至少三个第一补偿温度传感器，釜盖外侧中间位置设置一个第一补偿温度传感器；上述各个第一补偿温度传感器分别连接到外部自动控制系统，实时测试各第一补偿温度传感器的温度；

该温度补偿釜盖用于连接与其配合的釜体使用，当上述各个第一补偿温度传感器的均值与外部参考温度的差值超过设定阈值时，外部自动控制系统通过控制釜盖和釜体之间的温度补偿板来加热，对釜盖处的温度进行补偿，进而为釜体的腔体内提供均匀温度。

优选地，所述釜盖形状为圆饼状，且釜盖设有一定厚度的外沿边，便于与釜体之间进行密封。

优选地，所述外沿边在釜盖圆周处，沿着釜盖的轴线延伸出的一定距离。

优选地，经过试验数据所得，所述阈值为0.2℃，表征了高温高压釜的腔体内靠近釜盖处出现了局部的温度异常点，从而导致了影响腔体的整体温度的均匀性。当上述各个第一补偿温度传感器的均值与外部参考温度的差值超过该设定阈值0.2℃时，外部自动控制系统通过控制釜盖和釜体之间的温度补偿板来加热，对釜盖处的温度进行补偿，进而为釜体的腔体内提供均匀温度。

另一方面，本发明还提供了一种辐照监督管试验装置的温度补偿釜，包括釜体、温度补偿板和所述的一种辐照监督管试验装置的温度补偿釜盖，所述温度补偿板设置于釜盖内侧和釜体之间；所述釜体呈水平放置的圆柱状腔室，釜体一侧封闭、另一侧开口，所述釜盖吻合扣设于所述釜体开口侧，使釜盖与釜体密封连接；

所述釜体内壁靠近釜盖处设置一个第二补偿温度传感器；所述釜体内沿釜体中心线方向均匀设置有若干温度传感器，用于对釜体内安装的辐照监督管进行分段加热控制反馈；各个温度传感器均连接到外部自动控制系统，实时测试各温度传感器的温度；

当若干温度传感器的温度均值与第二补偿温度传感器的温度差值超过设定阈值时，外部自动控制系统开启温度补偿板进行加热。

优选地，所述釜体开口处设有凸缘。

优选地，所述釜盖与釜体的凸缘之间通过法兰进行密封连接。

优选地，所述温度补偿板形状为圆形，与所述釜盖和釜体的截面形状相对应。

优选地，所述温度补偿板上设有与釜盖对应的通孔，来进行釜体内气体的充入排出控制以及数据线和控制线的输入。

优选地，所述温度补偿板的直径记作d，釜体的截面直径记作d0，釜盖的直径记作d2，d0<d<d2，使得温度补偿板在进行温度补偿时能够对釜盖和釜体接触面处进行加热，以减小内外温度差，从而减小温度的散失。

本发明提供温度补偿釜盖，用于辐照监督管试验装置的高温高压釜。高温高压釜的设计要求需要温度达到300℃，压力达到20Mpa，温度变化0.1℃，压力变化0.05MPa，并保温保压24小时以上才能起到模拟反应堆中的压力容器的实际参数。

一种辐照监督管试验装置，包括高温高压釜、固定装置、真空装置、增压装置、加热装置和自动控制系统，所述真空装置、增压装置均与高温高压釜连接；所述真空装置、增压装置、加热装置均与自动控制系统连接；

所述高温高压釜包括釜体和釜盖，所述釜体呈水平放置的圆柱状腔室，所述釜体一侧开口、另一侧封闭，所述釜盖连接釜体开口处从而形成密闭空间；辐照监督管从所述釜体开口处送入釜体内，并通过所述固定装置安装在釜体内部，且釜体内设置有加热装置；

所述真空装置，用于在高温高压釜处于密封状态下对密闭空间抽取一定真空；增压装置，用于对釜体内腔进行加压处理；加热装置，用于对釜体内腔的辐照监督管进行加热处理；结合真空装置、增压装置和加热装置，由自动控制系统实时检测使釜体内压力达到20MPa、温度为300℃的试验条件。

具体地，所述真空装置包括空压机、真空管道、真空接头，所述空压机通过真空管道与真空接头连接，真空接头通过真空专用接头与釜盖中的真空接口连接；所述空压机连接自动控制系统。

具体地，所述增压装置包括氦气源、增压泵、压力表、增压管道、增压接头、泄压阀，所述氦气源与增压泵连接，增压泵连接压力表，压力表连接增压接头，增压接头通过增压专用接头与釜盖中的增压接口连接；所述泄压阀设置在釜盖上；增压泵、压力表、泄压阀均与自动控制系统连接；

所述氦气源通过增压管道与增压泵连接，增压泵通过增压管道与压力表连接，压力表通过增压管道与增压接头连接。

具体地，所述加热装置包括多组加热膜和温度传感器，环绕设置在釜体的环形内壁上，加热膜设于釜体内底面上，温度传感器设于釜体内加热膜与辐照监督管之间，且每组加热膜和温度传感器对应设置，用于对釜体内腔进行分段加热；加热膜、温度传感器均与自动控制系统连接。

具体地，还包括气体预热装置，所述气体预热装置设置于增压专用接头上或者增压管道上，用于对充入釜体内腔的氮气进行预先加热；气体预热装置连接自动控制系统。

具体地，所述自动控制系统包括控制器、显示器、输入装置，所述显示器、输入装置均与控制器连接，显示器用于实时显示釜体内的温度、压力。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明一种辐照监督管试验装置的温度补偿釜盖及温度补偿釜，结构简单、合理，能够有效防止温度流失，保持腔体内的温度精确和均匀；

2、本发明一种辐照监督管试验装置的温度补偿釜盖及温度补偿釜，在行业内首次提出了采用高温高压釜来进行辐照监督管高温高压模拟试验；方便辐照监督管的取放，并能够便于人工操作或者实现自动化控制，温度压力控制精确快速，节约能源；

3、本发明一种辐照监督管试验装置的温度补偿釜盖及温度补偿釜，适用于不同核电站的不同类型的辐照监督管。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明一种辐照监督管试验装置的温度补偿釜盖及温度补偿釜的结构示意图。

图2为本发明一种辐照监督管试验装置的结构示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-氦气源，2-增压泵，3-压力表，4-增压接头，5-增压管道，6-泄压阀，7-空压机，8-真空接头，9-增压专用接头，10-真空专用接头，11-辐照监督管，12-固定装置，13-温度传感器，14-加热膜，15-控制器，16-显示器，17-输入装置，18-气体预热装置，19-釜体，20-釜盖，21-温度补偿板，22-第一补偿温度传感器，23-凸缘，24-外沿边，25-第二补偿温度传感器。

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明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

如图1、图2所示，本发明一种辐照监督管试验装置的温度补偿釜盖，该温度补偿釜盖包括釜盖20和设置于所述釜盖20上的多个第一补偿温度传感器22，所述釜盖20的圆周面外侧均匀设置有至少三个第一补偿温度传感器22，釜盖20外侧中间位置设置一个第一补偿温度传感器22；上述各个第一补偿温度传感器22分别连接到外部自动控制系统，实时测试各第一补偿温度传感器22的温度；

该温度补偿釜盖用于连接与其配合的釜体19使用，当上述各个第一补偿温度传感器22的均值与外部参考温度的差值超过设定阈值时，外部自动控制系统通过控制釜盖20和釜体19之间的温度补偿板21来加热，对釜盖20处的温度进行补偿，进而为釜体19的腔体内提供均匀温度。

作为进一步地优选方案，所述釜盖20形状为圆饼状，且釜盖20设有一定厚度的外沿边24，便于与釜体19之间进行密封。

作为进一步地优选方案，所述外沿边24在釜盖20圆周处，沿着釜盖20的轴线延伸出的一定距离。

作为进一步地优选方案，经过试验数据所得，所述阈值为0.2℃，表征了高温高压釜的腔体内靠近釜盖20处出现了局部的温度异常点，从而导致了影响腔体的整体温度的均匀性。当上述各个第一补偿温度传感器22的均值与外部参考温度的差值超过该设定阈值0.2℃时，外部自动控制系统通过控制釜盖20和釜体19之间的温度补偿板21来加热，对釜盖20处的温度进行补偿，进而为釜体19的腔体内提供均匀温度。

工作原理如下：

由于监督管由于材料和制造工艺的差别会对测试结果产生影响，为了消除监督管自身的影响，需要一种用于辐照监督管的在线检测试验装置，由于釜体主要是承受高温高压，而釜盖除了要承受高温高压还需要开设多个通孔来进行气体的充入排出控制以及数据线和控制线的输入，因此釜盖的材料必须是易于加工和安装的，这就造成了与釜体材料上的差异，而由于材料的不同造成的散热不同，以及通孔、安装接触面导致高温高压釜的腔体内靠近釜盖处会造成局部的温度异常点，从而导致了影响腔体的整体温度的均匀性。

本发明采用上述方案首先设计了一种辐照监督管试验装置的温度补偿釜盖，该温度补偿釜盖包括釜盖20和设置于所述釜盖20上的多个第一补偿温度传感器22，第一补偿温度传感器22在釜盖20的圆周面外侧和釜盖20外侧中间位置，通过上述各个第一补偿温度传感器22分别连接到外部自动控制系统，实时测试各第一补偿温度传感器22的温度；并且该温度补偿釜盖用于连接与其配合的釜体19使用，当上述各个第一补偿温度传感器22的均值与外部参考温度的差值超过设定阈值时，外部自动控制系统通过控制釜盖20和釜体19之间的温度补偿板21来加热，对釜盖20处的温度进行补偿，进而为釜体19的腔体内提供均匀温度。

本发明结构简单、合理，能够有效防止温度流失，保持腔体内的温度精确和均匀。

实施例2

如图1、图2所示，本实施例与实施例1的区别在于，一种辐照监督管试验装置的温度补偿釜，包括釜体19、温度补偿板21和实施例1中所述的一种辐照监督管试验装置的温度补偿釜盖，所述温度补偿板21设置于釜盖20内侧和釜体19之间；所述釜体19呈水平放置的圆柱状腔室，釜体19一侧封闭、另一侧开口，所述釜盖20吻合扣设于所述釜体19开口侧，使釜盖20与釜体19密封连接；

所述釜体19内壁靠近釜盖20处设置一个第二补偿温度传感器25；所述釜体19内沿釜体19中心线方向均匀设置有若干温度传感器13，用于对釜体19内安装的辐照监督管进行分段加热控制反馈；各个温度传感器均连接到外部自动控制系统，实时测试各温度传感器的温度；

当若干温度传感器13的温度均值与第二补偿温度传感器25的温度差值超过设定阈值时，外部自动控制系统开启温度补偿板21进行加热。

作为进一步地优选方案，所述釜体19开口处设有凸缘23。

作为进一步地优选方案，所述釜盖20与釜体19的凸缘23之间通过法兰密封连接。

作为进一步地优选方案，所述温度补偿板21形状为圆形。

作为进一步地优选方案，所述温度补偿板21上设有与釜盖20对应的通孔。

作为进一步地优选方案，所述温度补偿板21的直径记作d，釜体19的截面直径记作d0，釜盖20的直径记作d2，d0<d<d2。

具体地，釜体19开口处的凸缘23处的截面直径为d1，外沿边24的厚度为h1，外沿边24沿着釜盖20的轴线延伸出的距离为f，d2-2*h1略大于d1，保证所述釜盖20吻合扣设于所述釜体19开口侧。

实施时：釜盖的圆周面外侧均匀设置四个补偿温度传感器，釜盖外侧中间位置设置一个补偿温度传感器，釜体内壁靠近釜盖处设置一个补偿温度传感器，上述六个补偿温度传感器分别与自动控制系统连接，实时测试各补偿温度传感器的度数，圆周面外侧四个补偿温度传感器的度数为T1、T2、T3、T4，釜盖外侧中间位置的补偿温度传感器的度数为T5，外部参考温度为T0，当T1、T2、T3、T4、T5的均值与T0的差值超过设定阈值(本实施例中本阈值设为0.2℃)时，自动控制系统开启温度补偿板进行加热；

釜体内壁靠近釜盖处的补偿温度传感器度数为t0，辐照监督管试验装置内侧还具有三个温度传感器用于进行分段加热控制反馈，该三个温度传感器的度数为t1、t2、t3，当t1、t2、t3的均值与t0的差值超过另一阈值(本实施例中本阈值设为0.2℃)时，自动控制系统开启温度补偿板进行加热。

另外，当T1、T2、T3、T4、T5的均值与T0的差值超过设定阈值(本实施例中本阈值设为0.2℃)时，且t1、t2、t3的均值与t0的差值超过另一阈值(本实施例中本阈值设为0.2℃)时，自动控制系统开启温度补偿板进行加热。

实施例3

如图1、图2所示，本实施例与实施例1的区别在于，具体如图2所示，一种辐照监督管试验装置，包括高温高压釜、固定装置12、真空装置、增压装置、加热装置和自动控制系统，所述真空装置、增压装置均与高温高压釜连接；所述真空装置、增压装置、加热装置均与自动控制系统连接；

所述高温高压釜包括釜体19和釜盖20，所述釜体19呈水平放置的圆柱状腔室，所述釜体19一侧开口、另一侧封闭，所述釜盖20连接釜体19开口处从而形成密闭空间；辐照监督管11从所述釜体19开口处送入釜体19内，并通过所述固定装置12安装在釜体19内部，且釜体19内设置有加热装置；

所述真空装置，用于在高温高压釜处于密封状态下对密闭空间抽取一定真空；增压装置，用于对釜体19内腔进行加压处理；加热装置，用于对釜体19内腔的辐照监督管11进行加热处理；结合真空装置、增压装置和加热装置，由自动控制系统实时检测使釜体19内压力达到20MPa、温度为300℃的试验条件。

本实施例中，所述真空装置包括空压机7、真空管道、真空接头8，所述空压机7通过真空管道与真空接头8连接，真空接头8通过真空专用接头10与釜盖20中的真空接口连接；所述空压机7连接自动控制系统。

本实施例中，所述增压装置包括氦气源1、增压泵2、压力表3、增压管道5、增压接头4、泄压阀6，所述氦气源1与增压泵2连接，增压泵2连接压力表3，压力表3连接增压接头4，增压接头4通过增压专用接头9与釜盖20中的增压接口连接；所述泄压阀6设置在釜盖20上；增压泵2、压力表3、泄压阀6均与自动控制系统连接；

所述氦气源1通过增压管道5与增压泵2连接，增压泵2通过增压管道5与压力表3连接，压力表3通过增压管道5与增压接头4连接。

本实施例中，所述加热装置包括多组加热膜14和温度传感器13，加热膜14设于釜体19内底面上，温度传感器13设于釜体19内加热膜14与辐照监督管11之间，且每组加热膜14和温度传感器13对应设置，用于对釜体19内腔进行分段加热；加热膜14、温度传感器13均与自动控制系统连接。

本实施例中，所述自动控制系统包括控制器15、显示器16、输入装置17，所述显示器16、输入装置17、温度传感器13、加热膜14、电阻丝、压力表3、增压泵2、泄压阀6、空压机7与控制器15连接，显示器16上实时显示釜体19内各分段的温度、釜体19内的压力。

作为进一步地优选方案，还包括气体预热装置18，所述气体预热装置18设置于增压专用接头9上，用于对充入釜体19内腔的氮气进行预先加热；气体预热装置18连接自动控制系统。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种辐照监督管试验装置的温度补偿釜盖，其特征在于，该温度补偿釜盖包括釜盖(20)和设置于所述釜盖(20)上的多个第一补偿温度传感器(22)，所述釜盖(20)的圆周面外侧均匀设置有至少三个第一补偿温度传感器(22)，釜盖(20)外侧中间位置设置一个第一补偿温度传感器(22)；上述各个第一补偿温度传感器(22)分别连接到外部自动控制系统，实时测试各第一补偿温度传感器(22)的温度；

该温度补偿釜盖用于连接与其配合的釜体(19)使用，当上述各个第一补偿温度传感器(22)的均值与外部参考温度的差值超过设定阈值时，外部自动控制系统通过控制釜盖(20)和釜体(19)之间的温度补偿板(21)来加热，对釜盖(20)处的温度进行补偿，进而为釜体(19)的腔体内提供均匀温度。

2.根据权利要求1所述的一种辐照监督管试验装置的温度补偿釜盖，其特征在于，所述釜盖(20)形状为圆饼状，且釜盖(20)设有外沿边(24)。

3.根据权利要求2所述的一种辐照监督管试验装置的温度补偿釜盖，其特征在于，所述外沿边(24)在釜盖(20)圆周处，沿着釜盖(20)的轴线延伸出有距离。

4.根据权利要求1所述的一种辐照监督管试验装置的温度补偿釜盖，其特征在于，所述阈值为0.2℃。

5.一种辐照监督管试验装置的温度补偿釜，其特征在于，包括釜体(19)、温度补偿板(21)和权利要求1至4中任意一项所述的一种辐照监督管试验装置的温度补偿釜盖，所述温度补偿板(21)设置于釜盖(20)内侧和釜体(19)之间；所述釜体(19)呈水平放置的圆柱状腔室，釜体(19)一侧封闭、另一侧开口，所述釜盖(20)吻合扣设于所述釜体(19)开口侧，使釜盖(20)与釜体(19)密封连接；

所述釜体(19)内壁靠近釜盖(20)处设置一个第二补偿温度传感器(25)；所述釜体(19)内沿釜体(19)中心线方向均匀设置有若干温度传感器(13)，用于对釜体(19)内安装的辐照监督管进行分段加热控制反馈；各个温度传感器均连接到外部自动控制系统，实时测试各温度传感器的温度；

当若干温度传感器(13)的温度均值与第二补偿温度传感器(25)的温度差值超过设定阈值时，外部自动控制系统开启温度补偿板(21)进行加热。

6.根据权利要求5所述的一种辐照监督管试验装置的温度补偿釜，其特征在于，所述釜体(19)开口处设有凸缘(23)。

7.根据权利要求6所述的一种辐照监督管试验装置的温度补偿釜，其特征在于，所述釜盖(20)与釜体(19)的凸缘(23)之间通过法兰密封连接。

8.根据权利要求5所述的一种辐照监督管试验装置的温度补偿釜，其特征在于，所述温度补偿板(21)形状为圆形。

9.根据权利要求5所述的一种辐照监督管试验装置的温度补偿釜，其特征在于，所述温度补偿板(21)上设有与釜盖(20)对应的通孔。

10.根据权利要求5所述的一种辐照监督管试验装置的温度补偿釜，其特征在于，所述温度补偿板(21)的直径记作d，釜体(19)的截面直径记作d0，釜盖(20)的直径记作d2，d0<d<d2。

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