CN112432744B - 核岛水系统密封测量装置及测量方法 - Google Patents

核岛水系统密封测量装置及测量方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种核岛水系统密封测量装置及测量方法,所述测量装置包括:水罐,设有液位传感器和温度传感器;充水管线、充压管线、排气管线和测试连接管线,均与水罐连接;控制模块,用于根据水罐内的水位变化计算水泄漏体积,将水泄漏体积换算为气体泄漏体积,根据温度传感器测得的温度将气体泄漏体积修正到标况下,计算得出待测阀门的泄漏量;以及显示屏,用于显示测试相关参数和测试结果。与现有技术相比,本发明在试验期间待测系统无须重复充水排水,缩短了试验时间,能够防止水系统长时间未充水而出现锈渣等影响系统功能的问题;而且,本发明具有测试精度高,数据结果可靠,设备操作简单,小巧便携,测量结果实时显示等优点。

Description

核岛水系统密封测量装置及测量方法
技术领域
本发明属于核电站安全壳隔离阀密封性试验领域,更具体地说,本发明涉及一种核岛水系统密封测量装置及测量方法。
背景技术
机械贯穿件即贯穿反应堆安全壳厂房的流体传输管线,其是核电站第三道屏障的一部分。流体传输管线在混凝土内外两侧安装的第一个隔离阀称为安全壳隔离阀,承担着在LOCA事故下阻止岛内反射性物质从岛内流出岛外的重要作用。因此,安全壳隔离阀也是安全壳打压试验的一道边界,在安全壳打压试验开始前,需要先完成贯穿件隔离阀密封性试验以证明安全壳隔离阀作为边界的完整性,同时在役机组大修期间也需要进行贯穿件隔离阀密封性试验。
贯穿件隔离阀密封性试验涉及核岛、常规岛19个系统共82组累计263个安全壳隔离阀,验证安全壳隔离阀的密封性是否满足运行准则,若不满足,则需承包商对其解体维修后再次验证,受制于阀门质量参差不齐及阀门数量众多,在已完成的安全壳打压试验准备活动中,贯穿件隔离阀密封性试验一直是安全壳打压试验的关键路径。
安全壳隔离阀分内外两道,目前贯穿件内侧隔离阀泄露测量试验装置由三个不同量程的浮子流量计、温枪及快速接头组成,其密封性试验方法如图1所示。在执行内侧隔离阀t1+t3密封性试验时,具体操作步骤如下所示:
1、从阀t4处充压至设计压力;
2、在阀t2处安装流量计,若超出第一个流量计量程,则换用第二个流量计,若超出第2个流量计量程则换第三个流量计;
3、15min后计算实际泄漏量Q;
4、使用温枪读取管线当前温度并记录为结束温度T1;
5、将Q转换为标况下泄漏量Qn。
上述测量方法为在阀门下游进行泄漏量测量,但是这种测量方法至少存在以下问题:
第一,泄漏量计算存在较大误差:计算时使用的温度应为管线内气体实际温度,但实际上温枪读到的温度数据为管道外壁温度,管道外壁温度还取决于所处外部环境温度,温枪的精度为±1℃,误差较大,在使用过程中针对测点的不同距离和不同位置导致出现不同结果,对试验人员技能有很大要求,故测得的温度值有较大误差,从而导致泄漏量计算存在较大误差。
第二,等待时间长:浮子流量计的原理为当通过上游待测量隔离阀泄漏至管道内的气体出现微正压时,顶起浮球,其浮球高度为对应的泄漏值。而如现场RIS/EAS/RRI/DEG等系统下游管道空间非常大,通过待测量阀门的泄漏将整个管道充满需要非常长的时间,影响现场试验进度。在役期间,更是因须长时间的等待而增加试验人员辐照剂量。
第三,影响系统工期:核岛水系统均有湿保养要求,在通常工况下均为满水状态,按照现方案,须将系统内水排空进行密封性试验,密封性试验后再将系统进行充水操作,以RRI/RIS/DEG为例,部分贯穿件仅排空水就需要2天时间,试验后充满水需要1天,严重影响现场系统投用工期,制约关键路径。
第四,影响系统功能:部分系统管道为碳钢管道,长时间未进行湿保养管道内会出现锈渣,影响系统功能。
第五,精度低:目前使用的流量计为浮子流量计,精度为5%,为八十年代体积流量测量技术,误差较大,最大误差可达9000cm3/h*5%=450cm3/h。
第六,量程窄:三个流量计中最小流程为280cm3/h,已无法满足EPR机组最小泄露限值128cm3/h要求,三个流量计最大量程为9000cm3/h,即泄露率超过9000cm3/h后无法测量泄露真实值,无法为阀门维修带来维修参考。
第七,测量误差大:如图1所示,管道内气体出现微正压的前提是管道内为一个完整的密闭空间。而若下游阀门t5也内漏时,将使上游待测阀门t3泄漏至管道的气体通过下游阀门t5泄漏出去,导致上游待测阀门t3的泄漏量测量误差较大。
有鉴于此,确有必要提供一种能够解决上述问题的核岛水系统密封测量装置及测量方法。
发明内容
本发明的目的在于:提供一种测量精度高且测量时间短的核岛水系统密封测量装置及测量方法,以解决现有技术中存在的问题。
为了实现上述发明目的,本发明提供了一种核岛水系统密封测量装置,其包括:
水罐,设有液位传感器和温度传感器;
充水管线、充压管线、排气管线和测试连接管线,均与水罐连接;其中,充水管线用于连接水源为水罐充水,充压管线用于连接气源为水罐充压以使水罐内的压力保持在预设压力,测试连接管线用于连接待测系统对其进行密封测量;
控制模块,用于接收液位传感器和温度传感器的测量结果,控制充水管线、充压管线、排气管线和测试连接管线的开闭,并根据水罐内的水位变化计算水泄漏体积,将水泄漏体积换算为气体泄漏体积,根据温度传感器测得的温度将气体泄漏体积修正到标况下,计算得出待测阀门的泄漏量;以及
显示屏,用于显示测试相关参数和测试结果。
作为本发明核岛水系统密封测量装置的一种改进,所述液位传感器用于持续监测水罐内的液位,控制模块根据液位差计算水罐内水的体积变化,并且在测量过程中液位低时发出指令控制充水管线向水罐内补水;所述液位传感器的精度为0.3%FS。
作为本发明核岛水系统密封测量装置的一种改进,所述温度传感器用于测量水罐内水的温度;所述温度传感器的精度为±0.3℃。
作为本发明核岛水系统密封测量装置的一种改进,所述充水管线的一端与水罐的顶部连接并伸入水罐内,另一端设有用于连接水源的充水快速接头;充水管线上设有充水电磁阀和充水逆止阀,充水电磁阀用于控制从水源处向水罐内充水,由控制模块控制开闭;充水逆止阀用于防止加压后水罐内的压力高于核岛内水源压力时,水罐内的高压气体将水罐内的水通过充水管线冲出罐外。
作为本发明核岛水系统密封测量装置的一种改进,所述充压管线的一端与水罐的顶部连接,另一端设有用于连接气源的充压快速接头;充压管线上依次设有充压电磁阀、电动调节阀、充压压力传感器和充压逆止阀;充压电磁阀用于控制从气源向水罐内充压,由控制模块控制;电动调节阀由控制模块控制,用于根据充压压力传感器的读数,对气源所提供气体的压力进行动态调节,使水罐内的压力持续保持在预设压力;充压逆止阀用于防止水罐内的气体和水汽通过充压管线从水罐内泄漏至水罐外。
作为本发明核岛水系统密封测量装置的一种改进,所述排气管线的一端与水罐的顶部连接,另一端连接至公共废气处理装置进行排气;排气管线上设有排气电磁阀,排气电磁阀由控制模块控制开闭。
作为本发明核岛水系统密封测量装置的一种改进,所述测试连接管线的一端与水罐的底部连接,另一端设有用于连接待测系统的测试快速接头;测试连接管线上设有测试连接电磁阀,测试连接电磁阀由控制模块控制开闭,用于实现水罐和待测系统的连接和断开。
作为本发明核岛水系统密封测量装置的一种改进,所述控制模块以单片机作为核心,使用锂电池供电;显示屏与控制模块连接,为串口屏。
为了实现上述发明目的,本发明还提供了一种核岛水系统密封测量方法,其采用上述任一段落所述的核岛水系统密封测量装置对待测系统进行密封性测量,所述核岛水系统密封测量方法包括以下步骤:
S1,打开控制模块,持续监测水罐内的水位;
S2,充水排气:将充水管线连接至水源,点击充水按钮,控制模块控制打开充水电磁阀、排气电磁阀,关闭充压电磁阀、测试连接电磁阀,利用水源为水罐充水;当充水到达预设液位后,控制模块发出液位高警报,并关闭充水电磁阀、排气电磁阀;
S3,加压:输入预设压力,点击充压按钮,控制模块打开充压电磁阀为水罐内加压,加压时通过监测充压压力传感器的读数来调整电动调节阀的开度,从而将水罐内的压力持续保持在高于常压的预设压力;
S4,执行密封性试验:充压电磁阀保持开启,将测试连接管线与待测系统的测试位置连接,点击执行试验按钮,控制模块控制打开测试连接电磁阀,手动打开待测系统的进水阀门,关闭待测阀门及与待测阀门相邻的上游阀门,从而在待测阀门上游对其泄漏量进行验证;在此期间,因待测系统阀门的泄漏,待测系统内的水将泄漏至待测系统外,此时水罐内的水将对待测系统进行补水,同时控制模块利用压力传感器监测水罐内的压力,并控制电动调节阀对水罐内的压力进行实时补充,确保水罐内的压力持续保持在预设压力;
在预定时间结束时,根据水罐内的水位变化计算水泄漏体积V;
S5,利用以下公式将泄漏水的体积换算为泄漏气体的体积V',然后根据温度传感器测得的温度将泄漏体积V'修正到标况下,计算得出待测阀门的泄漏量:
Figure GDA0003993091570000051
其中:P1为上游压力,Pa;
P2为下游压力,Pa;
Pat为大气压力,Pa;
V为水泄漏体积,m3/h;
V'为气体泄漏体积,m3/h;
u为水的动态粘度,Pa·s;
u'为气体的动态粘度,Pa·s。
作为本发明核岛水系统密封测量方法的一种改进,所述步骤S2的水源为核岛内水源,步骤S3充压的气源为核岛SAR气源,电动调节阀根据水罐内压力进行开度动态调整,从而将水罐内的压力持续保持在4.5bar.g的预设压力。
作为本发明核岛水系统密封测量方法的一种改进,在步骤S4的整个测量过程中,液位传感器持续监测水罐内的液位,当液位低时发出指令控制向水罐内补水,防止水罐内水位过低导致水罐内的压缩气体注入到待测系统中。
与现有技术相比,本发明核岛水系统密封测量装置及测量方法在试验期间待测系统无须重复充水排水,通过测量水的液位变化计算得出的体积换算出对应的气体泄漏量,缩短了试验准备时间,能够防止水系统长时间未充水而出现锈渣等影响系统功能的问题;而且,本发明的测试精度高,数据结果可靠,设备操作简单,小巧便携,测量结果实时显示,有利于提升公司调试专项试验品牌的专业形象,同时在充压管线和充水管线设置了逆止阀,防止在役期间放射性废水误喷至操作人员身上,可推广至机组在役后大修阶段贯穿件试验,对减少大修期间试验人员沾污有较大的促进作用。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式,对本发明核岛水系统密封测量装置及测量方法进行详细说明。
图1为现有安全壳内侧隔离阀密封性试验方法的示意图。
图2为本发明核岛水系统密封测量装置的一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及其有益技术效果更加清晰,以下结合附图和具体实施方式,对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是,本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明,并非为了限定本发明。
请参阅图2,本发明核岛水系统密封测量装置包括:
水罐10,设有液位传感器11和温度传感器12;
充水管线20、充压管线30、排气管线40和测试连接管线50,均与水罐10连接;充水管线20用于连接水源为水罐10充水,充压管线30用于连接气源为水罐10充压以使水罐10内的压力保持在预设压力,测试连接管线50用于连接待测系统对其进行密封测量;
控制模块60,用于接收液位传感器11和温度传感器12的测量结果,控制充水管线20、充压管线30、排气管线40和测试连接管线50的开闭,并根据水罐10内的水位变化计算水泄漏体积,再将水泄漏体积换算为气体泄漏体积,根据温度传感器12测得的温度将气体泄漏体积修正到标况下,计算得出待测阀门的泄漏量;以及
显示屏(图未示),用于显示测试相关参数和测试结果。
其中,液位传感器11与控制模块60连接,用于持续监测水罐10内的液位,控制模块60根据液位差计算水罐10内水的体积变化,并且在测量过程中液位低时发出指令控制充水管线20向水罐10内补水;液位传感器11的精度为0.3%FS。温度传感器12与控制模块60连接,用于测量水罐10内水的温度,以将泄漏量修正至标况下,提高泄漏量的测量精度;温度传感器12的精度为±0.3℃。水罐10的底部设有滚轮14,优选为4个,以方便核岛水系统密封测量装置的移动。
充水管线20的一端与水罐10的顶部连接并伸入水罐10内,另一端设有用于连接水源的充水快速接头,所述水源优选采用核岛内固定水源。充水管线20上设有充水电磁阀V1和充水逆止阀V2。充水电磁阀V1用于控制从核岛内固定水源处向水罐10内充水,由控制模块60控制开闭,当液位传感器11监测到水罐10内水位低时则向水罐10内补水。充水逆止阀V2用于防止加压后水罐10内的压力高于核岛内水源压力时,水罐10内的高压气体将水罐10内的水通过充水管线20冲出罐外,避免放射性液体对周围设备或人沾污。
充压管线30的一端与水罐10的顶部连接,另一端设有用于连接气源的充压快速接头,所述气源优选采用核岛SAR气源。充压管线30上依次设有充压电磁阀V5、电动调节阀V4、充压压力传感器32和充压逆止阀V3。因核岛内SAR气源压力为8.5bar.g,而试验压力仅需要4.5bar.g,因此需要电动调节阀V4将SAR气源压力调节至试验所需压力。充压电磁阀V5用于控制从核岛SAR气源向水罐10内充压,由控制模块60控制。电动调节阀V4由控制模块60控制,用于根据充压压力传感器32的读数,对气源提供气体的压力动态调节为4.5bar.g压力,使水罐内的压力持续保持在预设压力4.5bar.g,提高泄漏量测量的精度。充压逆止阀V3用于防止关闭核岛SAR气源后或核岛SAR气源压力不足时,水罐10内的压力大于水罐10外压力时,罐内带有放射性的气体和水汽通过充压管线30从水罐10内泄漏至水罐外,从而沾污周围设备及试验人员。
排气管线40的一端与水罐10的顶部连接,另一端用于排气,可连接至公共废气处理装置。排气管线40上设有排气电磁阀V6,排气电磁阀V6由控制模块60控制开闭,其作用是充水时打开以便于将水罐10内的气体排放至公共废气处理装置进行放射性气体吸附,防止水罐10内的放射性气体排放到空气中造成环境污染及人员辐照;排气电磁阀V6在充压时关闭以保持水罐10内的压力,试验完成后打开以通过排气管线40进行卸压。
测试连接管线50的一端与水罐10的底部连接,另一端设有用于连接待测系统的测试快速接头。测试连接管线50上设有测试连接电磁阀V7。测试连接电磁阀V7由控制模块60控制开闭,用于实现水罐10和待测系统的连接和断开,防止待测系统内的放射性液体倒流至水罐10而沾污水罐10及水罐10内的传感器。
控制模块60以单片机作为核心,功耗小,响应时间快,使用锂电池供电。
显示屏与控制模块60连接,为串口屏。
本发明核岛水系统密封测量装置还预留有维护接口及模块校准接口,可实现在无须拆装水罐10及水罐10内的液位传感器11和温度传感器12的基础上对传感器进行传感器检定和维护,解决了放射性沾污传感器的离线检定和维护,同时也避免了重复拆装水罐10,影响水罐10的密封性。快速接头及电磁阀与对应部件外壳为G1/4螺纹连接,确保其密封性及方便拆卸组装,软件部分在Keli环境下使用C语言编写,便于后期程序维护。
本发明核岛水系统密封测量方法,采用上述核岛水系统密封测量装置对待测系统进行密封性测量,其包括以下步骤:
S1,打开控制模块60,持续监测水罐10内的水位;
S2,充水排气:将充水管线20连接至核岛内水源,点击充水按钮,控制模块60控制打开充水电磁阀V1、排气电磁阀V6,关闭充压电磁阀V5、测试连接电磁阀V7,利用核岛内水源为水罐10充水;当充水到达预设液位(例如1.2m)后,控制模块60发出液位高警报,并关闭V1和V6;
S3,加压:输入预设压力,点击充压按钮,控制模块60打开充压电磁阀V5为水罐10内加压,加压时通过监测充压压力传感器32的读数来调整电动调节阀V4的开度,从而将水罐10内的压力持续保持在高于常压的预设压力,预设压力优选为4.5bar.g;
S4,执行密封性试验:充压电磁阀V5保持开启,将测试连接管线50与待测系统的测试位置连接,点击执行试验按钮,控制模块60控制打开测试连接电磁阀V7,手动打开进水阀门t4,根据需要打开安全壳外侧隔离阀t3(t2和t3分别为安全壳内侧阀门和安全壳外侧阀门,二者之间的管道体积非常大,所以会有一定的空间容纳从t2泄漏过来的液体,不打开t3也可以),关闭阀门t1和t2,从而在待测阀门t2上游对其泄漏量进行验证;在此期间,因待测系统阀门t2的泄漏,待测系统内的水将泄漏至待测系统外,此时水罐10内的水将对待测系统进行补水,同时控制模块60利用压力传感器11监测水罐10内的压力,并控制电动调节阀V4对水罐10内的压力进行实时补充,确保水罐10内的压力持续保持在预设压力4.5bar.g,又因为水是不可压缩的,所以连接后待测系统贯穿件内的阀门t1和t2之间的压力也是4.5bar.g;而待测阀门t2下游为常压,所以如果t2泄漏,则水罐10将持续向待测系统贯穿件内补充水,水罐10减少的水的体积V即是t2的泄漏量;在预定时间结束时,根据水罐10内的水位变化计算水泄漏体积V。整个测量过程中,液位传感器11持续监测水罐10内的液位,当液位低时发出指令控制向水罐10内补水,防止水罐10内水位过低导致水罐10内的压缩气体注入到待测系统中导致泄漏量计算出现较大误差。
为便于计算,水罐10采用直径为1m的标准圆柱,此时,减少水的体积V即阀门t2的泄漏量可通过t时间内液位下降高度h计算得出V=0.25π*h。
S5,将泄漏水的体积换算为泄漏气体的体积V',然后根据温度传感器12测得的温度将泄漏体积V'修正到标况下,计算得出待测阀门的泄漏量。
其中,将泄漏水的体积换算为泄漏气体的体积V'的方法为:
阀座表面单位长度的层流泄漏量的体积公式如下:
水:
Figure GDA0003993091570000101
气体:
Figure GDA0003993091570000102
其中:P1为上游压力,Pa;
P2为下游压力,Pa;
Pat为大气压力,Pa;
e为阀座与阀瓣间隙,m;
L为阀座表面长度,m;
V为水泄漏体积,m3/h;
V'为气体泄漏体积,m3/h;
u为水的动态粘度,Pa·s;
u'为气体的动态粘度,Pa·s;
由(1)和(2),得出下式:
Figure GDA0003993091570000111
通过以上描述可知,本发明核岛水系统密封测量装置及测量方法在试验期间待测系统无须重复充水排水,通过测量水的液位变化计算得出的体积换算出对应的气体泄漏量,缩短了试验准备时间,能够防止水系统长时间未充水而出现锈渣等影响系统功能的问题。本发明在待测阀门的上游进行泄漏量计算,水罐与待测系统连接后,气源通过充压管线向水罐加压即可实现对整体待测系统的加压,若待测阀门发生泄漏,待测系统内的水将通过待测阀门泄漏至待测系统外,此时水罐将向待测系统进行补水,在水罐内的压力通过电动调节阀的动态调整从而保持稳定时,水罐内的水的体积变化值即是待测阀门的泄漏值,通过水气体积转换方法,将水的泄露体积转化为气的泄漏体积,利用温度传感器修正数据从而得到待测阀门标准状况下的气体泄漏量。同时,本发明在待测阀门上游进行测量,无须像背景技术所述的测量方法那样等待泄漏气体的体积将下游管道充满至微正压,节省了试验时间,提高了试验精度。而且,本发明具有测试精度高,数据结果可靠,设备操作简单,小巧便携,测量结果实时显示等优点,还可推广至机组在役后大修阶段贯穿件试验,对减少大修期间试验人员沾污有较大的促进作用。
与现有技术相比,本发明至少具有以下优点:
1)温度传感器直接与水罐内的液体接触,测量温度值即为当前水罐内液体的实际值,避免温度测量误差引起的最终结果的误差;
2)温度传感器精度为±0.3℃,液位传感器精度0.3%FS,模块精度高,计算过程由程序直接处理,避免人工计算出现的误差,提高试验结果的准确度;
3)执行安全壳隔离阀密封性试验无须重复充水排水,节省关键系统的调试工期;
4)水罐的充水管线和充压管线均设置有逆止阀,防止水罐内的水从罐内喷出造成试验人员沾污;
5)通过计算水罐内液位高度变化得出待测阀门泄漏量,并通过水气换算公式将水的泄漏量转换为气的泄漏量;
6)将压力传感器设置在冲压逆止阀V3和电动调节阀V4之间,在完成压力测量的同时,防止压力传感器与水或水汽接触造成元器件损坏;
7)使用电动调节阀将核岛内SAR气源高压力调节为试验用压力,并持续开启补气,确保连接至待测系统后,水罐内的压力也持续为4.5bar.g,无须人工干预;
8)所有电磁阀及电动调节阀操作均为单片机控制,并可根据液位高停止充水,液位低补充供水操作,无须人工干预;
9)外部留有维护及校准接口,后续程序维护、测量模块校准及更换电池时均无需对设备进行拆装,有利于设备的稳定性。
根据上述说明书的揭示和教导,本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此,本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式,对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外,尽管本说明书中使用了一些特定的术语,但这些术语只是为了方便说明,并不对本发明构成任何限制。

Claims (11)

1.一种核岛水系统密封测量装置,其特征在于,包括:
水罐,设有液位传感器和温度传感器;
充水管线、充压管线、排气管线和测试连接管线,均与水罐连接;其中,充水管线用于连接水源为水罐充水,充压管线用于连接气源为水罐充压以使水罐内的压力保持在预设压力,测试连接管线用于连接待测系统对其进行密封测量;
控制模块,用于接收液位传感器和温度传感器的测量结果,控制充水管线、充压管线、排气管线和测试连接管线的开闭,并根据水罐内的水位变化计算水泄漏体积,将水泄漏体积换算为气体泄漏体积,根据温度传感器测得的温度将气体泄漏体积修正到标况下,计算得出待测阀门的泄漏量;以及
显示屏,用于显示测试相关参数和测试结果。
2.根据权利要求1所述的核岛水系统密封测量装置,其特征在于,所述液位传感器用于持续监测水罐内的液位,控制模块根据液位差计算水罐内水的体积变化,并且在测量过程中液位低时发出指令控制充水管线向水罐内补水;所述液位传感器的精度为0.3%FS。
3.根据权利要求1所述的核岛水系统密封测量装置,其特征在于,所述温度传感器用于测量水罐内水的温度;所述温度传感器的精度为±0.3℃。
4.根据权利要求1所述的核岛水系统密封测量装置,其特征在于,所述充水管线的一端与水罐的顶部连接并伸入水罐内,另一端设有用于连接水源的充水快速接头;充水管线上设有充水电磁阀和充水逆止阀,充水电磁阀用于控制从水源处向水罐内充水,由控制模块控制开闭;充水逆止阀用于防止加压后水罐内的压力高于核岛内水源压力时,水罐内的高压气体将水罐内的水通过充水管线冲出罐外。
5.根据权利要求1所述的核岛水系统密封测量装置,其特征在于,所述充压管线的一端与水罐的顶部连接,另一端设有用于连接气源的充压快速接头;充压管线上依次设有充压电磁阀、电动调节阀、充压压力传感器和充压逆止阀;充压电磁阀用于控制从气源向水罐内充压,由控制模块控制;电动调节阀由控制模块控制,用于根据充压压力传感器的读数,对气源所提供气体的压力进行动态调节,使水罐内的压力持续保持在预设压力;充压逆止阀用于防止水罐内的气体和水汽通过充压管线从水罐内泄漏至水罐外。
6.根据权利要求1所述的核岛水系统密封测量装置,其特征在于,所述排气管线的一端与水罐的顶部连接,另一端连接至公共废气处理装置进行排气;排气管线上设有排气电磁阀,排气电磁阀由控制模块控制开闭。
7.根据权利要求1所述的核岛水系统密封测量装置,其特征在于,所述测试连接管线的一端与水罐的底部连接,另一端设有用于连接待测系统的测试快速接头;测试连接管线上设有测试连接电磁阀,测试连接电磁阀由控制模块控制开闭,用于实现水罐和待测系统的连接和断开。
8.根据权利要求1所述的核岛水系统密封测量装置,其特征在于,所述控制模块以单片机作为核心,使用锂电池供电;显示屏与控制模块连接,为串口屏。
9.一种核岛水系统密封测量方法,采用权利要求1至8中任一项所述的核岛水系统密封测量装置对待测系统进行密封性测量,其特征在于,所述核岛水系统密封测量方法包括以下步骤:
S1,打开控制模块,持续监测水罐内的水位;
S2,充水排气:将充水管线连接至水源,点击充水按钮,控制模块控制打开充水电磁阀、排气电磁阀,关闭充压电磁阀、测试连接电磁阀,利用水源为水罐充水;当充水到达预设液位后,控制模块发出液位高警报,并关闭充水电磁阀、排气电磁阀;
S3,加压:输入预设压力,点击充压按钮,控制模块打开充压电磁阀为水罐内加压,加压时通过监测充压压力传感器的读数来调整电动调节阀的开度,从而将水罐内的压力持续保持在高于常压的预设压力;
S4,执行密封性试验:充压电磁阀保持开启,将测试连接管线与待测系统的测试位置连接,点击执行试验按钮,控制模块控制打开测试连接电磁阀,手动打开待测系统的进水阀门,关闭待测阀门及与待测阀门相邻的上游阀门,从而在待测阀门上游对其泄漏量进行验证;在此期间,因待测系统阀门的泄漏,待测系统内的水将泄漏至待测系统外,此时水罐内的水将对待测系统进行补水,同时控制模块利用压力传感器监测水罐内的压力,并控制电动调节阀对水罐内的压力进行实时补充,确保水罐内的压力持续保持在预设压力;
在预定时间结束时,根据水罐内的水位变化计算水泄漏体积V;
S5,利用以下公式将泄漏水的体积换算为泄漏气体的体积V',然后根据温度传感器测得的温度将泄漏体积V'修正到标况下,计算得出待测阀门的泄漏量:
Figure FDA0003993091560000031
其中:P1为上游压力,Pa;
P2为下游压力,Pa;
Pat为大气压力,Pa;
V为水泄漏体积,m3/h;
V'为气体泄漏体积,m3/h;
u为水的动态粘度,Pa·s;
u'为气体的动态粘度,Pa·s。
10.根据权利要求9所述的核岛水系统密封测量方法,,其特征在于,所述步骤S2的水源为核岛内水源,步骤S3充压的气源为核岛SAR气源,电动调节阀根据水罐内压力进行开度动态调整,从而将水罐内的压力持续保持在4.5bar.g的预设压力。
11.根据权利要求9所述的核岛水系统密封测量方法,其特征在于,在步骤S4的整个测量过程中,液位传感器持续监测水罐内的液位,当液位低时发出指令控制向水罐内补水,防止水罐内水位过低导致水罐内的压缩气体注入到待测系统中。
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