CN114526876A - 差压感应式锥形管塞、负压检漏装置及其检漏方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种差压感应式锥形管塞,包括锥形橡胶管塞外套和嵌入其内部的差压感应管塞芯内组件,差压感应管塞芯内组件具有差压感应器下锥体和内套筒,差压感应器下锥体顶部镶嵌静触点内套筒的头部设有动触点,动触点能够轴向运动以接触静触点。本发明还提供了一种负压检漏装置,还包括换热器、软体橡胶锥形管塞,换热器内设有传热管,软体橡胶锥形管塞和差压感应式锥形管塞分别连接于传热管的两端,换热器上设有管侧进水口、管侧出水口、加热蒸汽入口和凝结水出口,凝结水出口连接真空泵。此外,本发明还提供了一种负压检漏装置的检漏方法。本发明能够简易快速地判断管内部是否存在泄漏,提高检漏效率、节省人力及费用成本。
Description
技术领域
本发明涉及核电换热设备管束泄漏检测技术领域,尤其涉及一种差压感应式锥形管塞、负压检漏装置及其检漏方法。
背景技术
管壳式(又称列管式)换热器是以封闭在壳体中管束的壁面作为传热面的间壁式换热器,它在工业上的应用广泛。电厂使用较多的为列管式换热器,如蒸汽发生器、凝汽器、低压或高压加热器等。列管式换热器长时间运行中因冷热流体温差热应力集中、水汽流冲刷、冲击抖动、管壁过度磨损等易造成传热管泄漏,影响换热效率、威胁系统安全,发现换热器管束存在或可能泄漏需要做单体隔离或系统停运,后对其进行查漏、堵漏处理;对于一些运行中不易察觉的管束泄漏、不便隔离检漏的换热器(如高低压加热器等),会定期在机组停运期间采取措施对换热管束做检查确认,确保换热管束完好、投运后状态稳定。
当前常用的换热器传热管束泄漏检测方法有气体检漏法、涡流探伤法、负压查漏法等,这些检测方法各具优缺点。如气体检漏法通过壳侧充注气体(空气或氦气),并在管口侧喷肥皂水或用氦气检漏仪检查,该方法适用于大范围检测,但无法准确定位漏点,注水和肥皂泡以及凝汽器管束检漏用的贴膜法等不易查出微小泄漏;用涡流探伤法检测管束,能较清晰检测出管壁缺陷状况(包括缺陷所处位置、管壁减薄状况等)用此方法检测评价多管束换热器(如凝汽器等)、耗工费时,用此方法也不能清晰检测出U型或盘管换热管束弯管区缺陷;目前对于发电厂中凝汽器、高压和低压加热器等换热器传热管查漏也会采用负压查漏法,通过对单根传热管一端封堵,另一端管口用内嵌抽吸管的橡胶锥体塞封,再启动相连抽真空设备抽吸管内空气,管内建立负压后保压检测,该方法能够检测传热管的较轻微漏点,灵敏度较高,对于大型核电、火电厂凝汽器、蒸发器等大型换热器单列传热管束多达数万根,工程中需快速排查传热管泄露情况时,该传统的单管逐一检测的负压查漏法,存在工作人员作业强度大,耗时较长问题,不能够满足工程实际需求。
发明内容
本发明的目的在于弥补现有各种换热管束检测工艺存在的不足,从而提供一种差压感应式锥形管塞,该差压感应式锥形管塞能够简易快速封堵传热管,适用于各种不同结构换热器管束的壳侧处于负压环境下的检测,具有较好的灵活性和准确性。
本发明的又一目的在于弥补现有各种换热管束检测工艺存在的不足,从而提供一种负压检漏装置,该负压检漏装置能够简易快速地判断管内部是否存在泄漏,并且能够快速并大面积排查传热管泄露情况,操作简单、安全高效、省时省力。
本发明的另一目的在于弥补现有各种换热管束检测工艺存在的不足,从而提供一种负压检漏装置的检漏方法,该检漏方法能简易快速地判断管内部是否存在泄漏,提高检漏效率、节省人力及费用成本。
为了实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种差压感应式锥形管塞,包括锥形橡胶管塞外套和嵌入其内部的差压感应管塞芯内组件,所述差压感应管塞芯内组件具有差压感应器下锥体和内套筒,所述差压感应器下锥体顶部镶嵌静触点所述内套筒的头部设有动触点,所述动触点能够轴向运动以接触所述静触点。
作为一种可实施的方式,所述静触点由绝缘衬套包裹,所述差压感应器下锥体、所述静触点、所述绝缘衬套、所述动触点和所述头部之间空腔组成负压室。
作为一种可实施的方式,所述差压感应管塞芯内组件的尾部设有差压感应器顶端扣帽,所述差压感应器顶端扣帽、所述内套筒、所述动触点和所述头部之间空腔组成环境气压室。
作为一种可实施的方式,所述环境气压室与所述负压室形成压差。
作为一种可实施的方式,所述差压感应器顶端扣帽侧面开设有气孔用于连通外部大气环境。
作为一种可实施的方式,所述差压感应器顶端扣帽具有内部凹台和顶盖凹台,所述内部凹台用于放置钮扣电池,所述顶盖凹台用于安装光电显示灯。
作为一种可实施的方式,所述差压感应管塞芯内组件内设有外套筒,所述内套筒螺纹连接于所述外套筒。
作为一种可实施的方式,所述头部为橡胶奶头或者波纹管。
一种负压检漏装置,包括所述的差压感应式锥形管塞,还包括换热器、软体橡胶锥形管塞,所述换热器内设有传热管,所述软体橡胶锥形管塞和所述差压感应式锥形管塞分别连接于所述传热管的两端,所述换热器上设有管侧进水口、管侧出水口、加热蒸汽入口和凝结水出口,所述凝结水出口连接真空泵。
一种负压检漏装置的检漏方法,包括如下步骤:
步骤S1:通过所述真空泵进行抽真空,建立加热器壳体侧负压环境;
步骤S2:用所述软体橡胶锥形管塞和所述差压感应式锥形管塞分别封堵所述传热管的两端;
步骤S3:通过所述橡胶奶头延展后使得所述静触点和所述动触点接触后,导通所述光电显示灯来检测所述传热管是否泄漏,对存在泄漏可能性的所述传热管管束进行逐一标记;
步骤S4:对所述换热器标记的所述传热管进行复检,根据检测数据来最终分析所述传热管是否已破损。
与现有技术相比,本发明提供的差压感应式锥形管塞、负压检漏装置及其检漏方法具有以下有益效果:
本发明提供的差压感应式锥形管塞在使用过程中,可通过差压感应器调节筒体内外螺纹的高度来定位静触点和动触点的相对距离,从而定量输出不同差压的感应值,适用于各种不同结构换热器管束的壳侧处于负压环境下的检测,具有较好的灵活性和准确性。
本发明提供的负压检漏装置具有上述的差压感应式锥形管塞的所有优势,在发电厂(化工厂、换热站等)管壳换热器检漏过程中,使用本发明的检测装置对传热管侧快速封堵,利用换热管壳侧负压环境可使破漏管束内抽吸负压的特性,即能够准确定位单根传热管的较轻微漏点,灵敏度较高,又能够快速并大面积排查传热管泄漏情况,操作简单、安全高效、省时省力。
进一步,传统的负压查漏法通过对每根管束进行逐一保压来人工读数判断,本发明通过光电显示灯变化来判断传热管束是否泄露,具有更直观的判断依据,节省了时间。传统的负压查漏法需要换热器停运后进行封堵和抽负压,可采用本发明利用换热器本身运行环境下的负压状态进行检测,节约了启停设备和真空泵逐一抽负压的繁琐过程。
本发明提供的负压检漏装置的检漏方法具有上述负压检漏装置的所有优势。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例所提供的差压感应式锥形管塞整体剖面图;
图2为本发明实施例所提供的差压感应式锥形橡胶管塞外套剖面图;
图3为本发明实施例所提供的差压感应管塞芯内组件剖面图,其中动触点为奶头式;
图4为本发明实施例所提供的差压感应管塞芯内组件剖面图,其中动触点为波纹管式;
图5为本发明实施例所提供的负压检漏装置示意图,其中示例性地示出了单根传热管;
图6为本发明实施例所提供的软体橡胶锥形管塞的结构示意图;
图7为本发明实施例所提供的凝汽器传热管负压检漏示意图。
附图标记说明:
1、换热器;2、传热管;3、软体橡胶锥形管塞;4、差压感应式锥形管塞;5、管侧进水口;6、管侧出水口;7、加热蒸汽入口;8、凝结水出口;9、真空泵;10、裂口;
4-1、差压感应器下锥体;4-2、绝缘衬套;4-3、头部;4-4、环境气压室;4-5、内套筒;4-6、差压感应器顶端扣帽;4-7、负压室;4-8为静触点,采用银合金片;4-9、动触点;4-10、亮灯回路导线;4-11、外套筒;4-12、钮扣电池;4-13、光电显示灯;4-14、气孔。
具体实施方式
虽然本发明的差压感应式锥形管塞、负压检漏装置及其检漏方法可以通过多种不同方式来实施,但是本文将结合附图对示例性实施方式进行详细描述,可以理解的是,本文的描述应被认为是对差压感应式锥形管塞、负压检漏装置的结构进行举例说明,而无意将本发明的保护范围局限于示例性实施方式。因此,在本质上,附图和具体实施方式的描述应被认为用于说明而非限制本发明。
在本发明的描述中,需要说明的是,本文的术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“内”、“轴向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或部件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
下面通过具体实施方式进一步详细说明。
如图1至图4所示,本发明提供了一种差压感应式锥形管塞4,由锥形橡胶管塞外套和嵌入管塞内部的差压感应管塞芯内组件装配组合。差压感应管塞芯内组件由差压感应器下锥体4-1、绝缘衬套4-2、头部4-3、环境气压室4-4、内套筒4-5、差压感应器顶端扣帽4-6、负压室4-7、静触点4-8、动触点4-9、亮灯回路导线4-10、外套筒4-11、钮扣电池4-12和光电显示灯4-13组成。头部4-3为橡胶奶头或波纹管。
差压感应器下锥体4-1顶部镶嵌静触点4-8,静触点4-8周围由绝缘衬套4-2包裹。动触点4-9固定在橡胶奶头或波纹管顶端,橡胶奶头或波纹管固定于内套筒4-5上,内套筒4-5与外套筒4-11通过螺纹连接。差压感应器顶端扣帽4-6与差压感应器主体通过螺纹连接,差压感应器顶端扣帽4-6侧面开设有气孔4-14用于连通外部大气环境,内部凹台用于放置钮扣电池4-12,差压感应器顶端扣帽4-6顶盖凹台用于安装光电显示灯4-13,光电显示灯4-13、钮扣电池4-12和静触点4-8之间通过亮灯回路导线4-10连通。
差压感应器下锥体4-1、静触点4-8、绝缘衬套4-2、动触点4-9和橡胶奶头(或波纹管)之间空腔组成了负压室4-7。动触点4-9、橡胶奶头(或波纹管)、内套筒4-5和差压感应器顶端扣帽4-6之间空腔组成了环境气压室4-4。
其中,差压感应器下锥体4-1采用不锈钢、铝合金或铜等耐腐蚀金属;绝缘衬套4-2采用尼龙、橡胶等材质,绝缘内衬目的为防静触点与筒体接触、也防静触点偏斜与之接触漏电;环境气压室4-4腔室外壁与锥体内衬套螺纹,8UN设计,直径1/4"~1/2";差压感应器顶端扣帽4-6采用不锈钢、铝合金或铜等耐腐蚀金属;负压室4-7的工作过程中为负压环境;静触点4-8采用银合金片;动触点4-9采用银合金片,固定在橡胶奶头或波纹管顶端;亮灯回路导线4-10采用漆包线。
如图3和图4所示,本发明所述差压感应器可通过调节H值,负压环境下改变橡胶奶头4-3延展程度,来调整静触点4-8和动触点4-9贴合时不同管内负压值。
如图5和图6所示,本发明还提供了一种换热器传热管负压检漏装置,包括换热器1、传热管2、软体橡胶锥形管塞3、差压感应式锥形管塞4、管侧进水口5、管侧出水口6、加热蒸汽入口7、凝结水出口8、真空泵9。换热器1内部布置传热管2,换热器1管侧布置管侧进水口5和管侧出水口6,换热器1壳侧布置加热蒸汽入口7和凝结水出口8。软体橡胶锥形管塞3为实心锥体结构。
如图2所示,本发明提供的差压感应式锥形橡胶管塞外套的材质选取硬度HA60~HA80的软性橡胶,结构参数为:
(1)锥度1:5~1:2.5
(2)D5:12mm~14mm
(3)D2:16mm~38mm
(4)D3:10mm~16mm
(5)L1:80mm~100mm
(6)L1-L3:16mm~20mm
(7)D1-D2:10mm~12mm
(8)D5-D4:6mm~8mm
(9)粗糙度(接近于普通毛玻璃Ra=0.006)
如图6所示,本发明提供的软体橡胶锥形管塞3的材质选取硬度HA60~HA80的软性橡胶,结构参数为:
(1)锥度1:5~1:2.5
(2)d3:8mm~12mm
(3)d2:14mm~38mm
(4)l2:60mm~100mm
(5)l1-l2:15mm~20mm
(6)d1-d2:10mm~12mm
(7)粗糙度(接近于普通毛玻璃Ra=0.006)
此外,本发明还提供了一种负压检漏装置的检漏方法,包括如下步骤:
步骤S1:通过所述真空泵进行抽真空,建立加热器壳体侧负压环境;
步骤S2:用所述软体橡胶锥形管塞和所述差压感应式锥形管塞分别封堵所述传热管的两端;
步骤S3:通过所述橡胶奶头延展后使得所述静触点和所述动触点接触后,导通所述光电显示灯来检测所述传热管是否泄露,对存在泄露可能性的所述传热管管束进行逐一标记;
步骤S4:对所述换热器标记的所述传热管进行复检,根据检测数据来最终分析所述传热管是否已破损。
具体地,如图5和图7所示,本发明提供的负压检漏装置具体工作过程为:
(1)发电厂凝汽器喉部的低压加热器传热管检漏方法
1)如图5所示,当换热器1为布置于凝汽器喉部的低压加热器,当机组处于正常运行状态时,该加热器汽侧处于负压环境,排空低压加热器水室内存水,关闭管侧进水口5和管侧出水口6,低压加热器隔离,建立低压加热器负压环境。机组处于停运状态时,启动真空泵9通过凝结水出口8进行抽真空,建立凝汽器喉部低压加热器壳体侧负压环境。
2)将低压加热器多管或全部传热管2一侧用软体橡胶锥形管塞3封堵,另一侧用差压感应式锥形管塞4封堵,两侧都封堵完毕后,差压感应器中负压室4-7连通低压加热器负压环境,负压室4-7通常为-20KPa~-40KPa,与环境气压室4-4形成的差压,通过橡胶奶头4-3延展后使得静触点4-8和动触点4-9接触后,导通光电显示灯4-12来检测传热管2是否泄露,对存在泄露可能性的传热管2管束进行逐一标记。
3)对换热器1标记的传热管2进行复检,根据检测数据来最终分析该传热管2是否已破损。
(2)发电厂高压加热器和其它低压加热器传热管检漏方法
1)如图5所示,当换热器1为高压加热器或其它低压加热器(区别于布置于凝汽器喉部的低压加热器),当机组处于停运状态时,通过管侧进水口5和管侧出水口6排空凝汽器管侧存水,加热蒸汽入口7用硬质薄膜片封堵,启动真空泵9通过凝结水出口8进行抽真空,建立加热器壳体侧负压环境。
2)将加热器多管或全部传热管2一侧用软体橡胶锥形管塞3封堵,另一侧用差压感应式锥形管塞4封堵,两侧都封堵完毕后,差压感应器中负压室4-7连通低压加热器负压环境,负压室4-7通常为-20KPa~-40KPa,与环境气压室4-5形成的差压,通过橡胶奶头4-4延展后使得静触点4-8和动触点4-9接触后,导通光电显示灯4-12来检测传热管2是否泄露。对存在泄露可能性的传热管2管束进行逐一标记。
3)对换热器1标记的传热管2进行复检,根据检测数据来最终分析该传热管2是否已破损。
(3)发电厂凝汽器传热管检漏方法
1)当机组处于正常运行状态时,机组降负荷并通过将凝汽器单列隔离,并将相应管侧存水放空,利用机组运行期间的真空状态,建立凝汽器负压环境;当机组处于停运状态时,利用真空系统建立凝汽器壳体侧负压环境。
2)如图7所示,将凝汽器单列隔离区的多管或全部传热管一侧用软体橡胶锥形管塞3封堵,另一侧用差压感应式锥形管塞4封堵,两侧都封堵完毕后,如传热管有裂口10,传热管内将被抽吸至负压值,差压感应式锥形管塞4中橡胶奶头4-3受管外气压推顶先前伸展,橡胶奶头4-3延展后使得静触点4-8和动触点4-9接触后,将导通光电显示灯4-13,发出灯光报警。对存在泄露可能性的凝汽器传热管束进行逐一标记。
3)对标记的凝汽器传热管2进行复检,根据检测数据来最终分析该传热管2是否已破损。
以上所述仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种差压感应式锥形管塞(4),其特征在于,包括锥形橡胶管塞外套和嵌入其内部的差压感应管塞芯内组件,所述差压感应管塞芯内组件具有差压感应器下锥体(4-1)和内套筒(4-5),所述差压感应器下锥体(4-1)顶部镶嵌静触点(4-8),所述内套筒(4-5)的头部(4-3)设有动触点(4-9),所述动触点(4-9)能够轴向运动以接触所述静触点(4-8)。
2.根据权利要求1所述的差压感应式锥形管塞(4),其特征在于,所述静触点(4-8)由绝缘衬套(4-2)包裹,所述差压感应器下锥体(4-1)、所述静触点(4-8)、所述绝缘衬套(4-2)、所述动触点(4-9)和所述头部(4-3)之间空腔组成负压室(4-7)。
3.根据权利要求2所述的差压感应式锥形管塞(4),其特征在于,所述差压感应管塞芯内组件的尾部设有差压感应器顶端扣帽(4-6),所述差压感应器顶端扣帽(4-6)、所述内套筒(4-5)、所述动触点(4-9)和所述头部(4-3)之间空腔组成环境气压室(4-4)。
4.根据权利要求3所述的差压感应式锥形管塞(4),其特征在于,所述环境气压室(4-4)与所述负压室(4-7)形成压差。
5.根据权利要求3所述的差压感应式锥形管塞(4),其特征在于,所述差压感应器顶端扣帽(4-6)侧面开设有气孔(4-14)用于连通外部大气环境。
6.根据权利要求3所述的差压感应式锥形管塞(4),其特征在于,所述差压感应器顶端扣帽(4-6)具有内部凹台和顶盖凹台,所述内部凹台用于放置钮扣电池(4-12),所述顶盖凹台用于安装光电显示灯(4-13)。
7.根据权利要求1所述的差压感应式锥形管塞(4),其特征在于,所述差压感应管塞芯内组件内设有外套筒(4-11),所述内套筒(4-5)螺纹连接于所述外套筒(4-11)。
8.根据权利要求1所述的差压感应式锥形管塞(4),其特征在于,所述头部(4-3)为橡胶奶头或者波纹管。
9.一种负压检漏装置,包括根据权利要求1-8中任一项所述的差压感应式锥形管塞(4),其特征在于,还包括换热器(1)、软体橡胶锥形管塞(3),所述换热器(1)内设有传热管(2),所述软体橡胶锥形管塞(3)和所述差压感应式锥形管塞(4)分别连接于所述传热管(2)的两端,所述换热器(1)上设有管侧进水口(5)、管侧出水口(6)、加热蒸汽入口(7)和凝结水出口(8),所述凝结水出口(8)连接真空泵(9)。
10.一种根据权利要求9所述的负压检漏装置的检漏方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤S1:通过所述真空泵(9)进行抽真空,建立加热器壳体侧负压环境;
步骤S2:用所述软体橡胶锥形管塞(3)和所述差压感应式锥形管塞(4)分别封堵所述传热管(2)的两端;
步骤S3:通过所述橡胶奶头(4-4)延展后使得所述静触点(4-8)和所述动触点(4-9)接触后,导通所述光电显示灯(4-12)来检测所述传热管(2)是否泄露,对存在泄露可能性的所述传热管(2)管束进行逐一标记;
步骤S4:对所述换热器(1)标记的所述传热管(2)进行复检,根据检测数据来最终分析所述传热管(2)是否已破损。
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