CN115138227A - 一种核凝汽器泄漏检测示踪气体气液混合装置 - Google Patents

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张强
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Abstract

本发明公开了一种核凝汽器泄漏检测示踪气体气液混合装置，它包括混合单元、多个将各种流体物质注入混合单元的注入单元、与所述混合单元连通的流体出口单元以及用于显示和控制各种流体物质混合后状态的控制显示单元。通过设置并列的注入单元，可快速的根据需要将流体混合，实现示踪流体的快速精准提供。

Description

一种核凝汽器泄漏检测示踪气体气液混合装置
技术领域
本发明属于核电检测设备领域，特别涉及一种核凝汽器泄漏检测示踪气体气液混合装置。
背景技术
凝汽器是核电厂热力循环中起冷却作用的重要设备，凝汽器的正常运行，通过与冷却水热交换，在汽轮机出气口建立并维持真空度，并将汽轮机乏汽凝结成水作为二回路给水，构成完整循环。凝汽器的密封性良好，可降低汽轮机排气温度和排气压力，提高热循环效率。凝汽器的密封性失效，即发生凝汽器泄漏，将导致凝汽器真空度下降或冷却水离子浓度上升等问题，影响电厂安全经济运行。
凝汽器的泄漏主要发生在传热管上，通常核电厂凝汽器有数万根甚至更多传热管。当发生传热管泄漏工况时，核电厂需要将凝汽器传热管中的冷却水排空，并将水位降到传热管管板下沿位置以下。对管板烘干后利用技术成熟且广泛应用的示踪气体检漏法查找泄漏的传热管。泄漏传热管的查找通常按照固定的顺序依次执行，如泄漏的传热管恰好在固定顺序的靠后次序，则整体的泄漏检测工期会显著延长。
如果采取恰当的检漏设备和检漏方法，可以确定泄漏传热管的大致位置分布，并在冷却水排空、管板烘干后优先对该管板区域进行查漏，可有效提高泄漏检测效率，减少泄漏检测工期，而如何实现示踪气体的迅速提供是上述设备及方法的重要组成部分。
发明内容
本发明的目的是提供一种核凝汽器泄漏检测示踪气体气液混合装置，能迅速而精准的提供示踪气体。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种核凝汽器泄漏检测示踪气体气液混合装置，它包括混合单元、多个将各种流体物质注入混合单元的注入单元、与所述混合单元连通的流体出口单元以及用于显示和控制各种流体物质混合后状态的控制显示单元。
优化的，所述注入单元有两个，分别为用于注入液体的液体注入单元和用于注入气体的气体注入单元。
优化的，所述液体注入单元包括液体进口管、第一加压泵、第一渐变管和第一单向阀，液体进口管、第一加压泵、第一渐变管、第一单向阀依次串联后连接在混合装置上。
优化的，第一加压泵包括第一旋转桨叶以及带动第一旋转桨叶转动的第一加压泵驱动器。
优化的，所述气体注入单元包括气体进口管、第二加压泵、第二渐变管和第二单向阀，气体进口管、第二加压泵、第二渐变管、第二单向阀依次串联后连接在混合装置上。
优化的，第二加压泵包括第二旋转桨叶以及带动第二旋转桨叶转动的第二加压泵驱动器。
优化的，混合单元包括壳体、混合齿轮和齿轮驱动器，混合齿轮转动连接于壳体内，齿轮驱动器外置于壳体上并与混合齿轮传动连接。
优化的，流体出口单元包括出管、加压阀、加压阀驱动器、扩散管和监测器，出管、加压阀和扩散管通过密封螺纹依次串联连接，加压阀驱动器安装于加压阀上方，监测器内置于扩散管出口处。
本发明的有益效果在于：通过设置并列的注入单元，可快速的根据需要将流体混合，实现示踪流体的快速精准提供。
附图说明
图1为混合装置各模块的示意图
图2为混合装置各部件的示意图
图3为混合装置的内部示意图。
具体实施方式
下面结合附图所示的实施例对本发明作以下详细描述：
如图1-3所示，核凝汽器泄漏检测示踪气体气液混合装置主要由液体注入单元D、气体注入单元E、混合单元B、流体出口单元A以及控制显示单元C等组成。
液体注入单元D由液体进口管21、第一加压泵22、第一渐变管23和第一单向阀24组成，液体进口管21、第一加压泵22、第一渐变管23、第一单向阀24和壳体25通过密封螺纹依次串联连接。第一加压泵22由第一旋转桨叶218、第一加压泵驱动器219组成，用于调节液体注入速度。液体注入单元主要作用是将液体按照设定要求注入混合单元。
液体进口管21用于连接注入液体的供应系统，要求密封连接。
第一加压泵22用于将注入液体增压至混合单元所需的指定压力。
第一单向阀24用于防止混合单元内的混合流体返回第一渐变管23或第一加压泵22腔体。
第一旋转桨叶218用于和外部壳体配合，实现液体由入口至出口的增压。
第一加压泵驱动器219用于实现第一旋转桨叶218按照特定转速旋转的动作。
气体注入单元E由气体进口管26、第二加压泵27、第二渐变管28和第二单向阀29组成，气体进口管26、第二加压泵27、第二渐变管28、第二单向阀29和壳体25通过密封螺纹依次串联连接。第二加压泵27与第一加压泵22构造与作用一致，由第二旋转桨叶222、第二加压泵驱动器223组成，用于调节气体注入速度。气体注入单元主要作用是将示踪气体按照设定要求注入混合单元。
气体进口管26用于连接示踪气体气源，要求密封连接。
第二加压泵27用于将注入气体增压至混合单元所需的指定压力。
第二单向阀29用于防止混合单元内的混合流体返回第二渐变管28或第二加压泵27腔体。
第二旋转桨叶222用于和外部壳体配合，实现示踪气体由入口至出口的增压。
第二加压泵驱动器223用于实现第二旋转桨叶222按照特定转速旋转的动作。
混合单元B由壳体25、混合齿轮220和齿轮驱动器221组成，混合齿轮220内置于壳体25，齿轮驱动器221外置于壳体25并与混合齿轮220传动连接。混合单元主要作用是将示踪气体和液体按照设定要求混合与加压。
壳体25用于连接液体注入单元和气体注入单元，并包容混合齿轮220、示踪气体、液体、混合流体，实现示踪气体和液体的充分混合。
混合齿轮220用于将混合单元内的示踪气体、液体充分混合，形成两相流流体。
齿轮驱动器221用于实现混合齿轮220按照特定转速旋转的动作。
流体出口单元A由出管210、加压阀211、加压阀驱动器212、扩散管213和监测器214组成，出管210、加压阀211和扩散管213通过密封螺纹依次串联连接。加压阀驱动器212安装于加压阀211上方，监测器214内置于扩散管213出口处。流体出口单元主要作用是通过加压阀211调节气液混合流体压力，从而控制气液混合流体流量以及反馈示踪气体浓度。
出管210用于连接混合单元的出口与流体出口单元，要求密封连接。
加压阀211用于将混合流体增压至指定的出口压力，具备指定的出口流速。
加压阀驱动器212用于实现加压阀211对混合流体增压程度的控制。
扩散管213通过调节混合流体出口喷出的方向、混合流体扩散角度，调节示踪气体混合流体传输至凝汽器传热管管束区域。
监测器214包含流量计、示踪气体浓度计，用于监测气液混合流体流量与示踪气体浓度。
控制显示单元由系统控制器215、LCD触摸屏216和开关217组成，且外置于壳体25的一侧。控制显示单元主要作用是监测并实时反馈气液混合流体流量和示踪气体浓度，控制各单元调节信号以使气液混合流体流量和示踪气体浓度趋于预设值。
系统控制器215用于根据监测器214反馈的气液混合流体流量和示踪气体浓度，控制各驱动器调节输入信号以趋近于设定目标。
LCD触摸屏216用于设置和查看气液混合流体流量和示踪气体浓度。
示踪气体气液混合装置各部件的布局与连接方式，如图2和图3所示。
本发明实现在凝汽器冷却水不排空的状态下，将定量示踪气体传输至传热管管板指定区域的功能，具体包括如下步骤：
步骤1：核电厂运营单位根据机组运行参数，判断存在核凝汽器传热管泄漏风险，提出凝汽器冷却水不排空的在线检漏需求。
步骤2：将检漏仪连接至凝汽器真空系统的检漏口，启动检漏仪并完成仪器预热，记录整个检漏系统本底信号。
步骤3：将气液混合装置安装固定至凝汽器水室人孔处，并将液体进口管21、气体进口管26可靠连接至注入液体供应系统和示踪气体气源。
步骤4：启动控制显示单元开关217，利用LCD触摸屏216对气体混合流体流量和示踪气体浓度分别完成预设置。
步骤5：第一加压泵22的第一加压泵驱动器219驱动第一旋转桨叶218高速转动，将水从液体进口管21引入，加压后经由第一渐变管23通过第一单向阀24进入气液混合单元。
步骤6：与步骤5同时，第二加压泵27的第二加压泵驱动器223驱动第二旋转桨叶222高速转动，将示踪气体从气体进口管26引入，加压后经由第二渐变管28通过第二单向阀29进入气液混合单元。
步骤7：气液混合单元的齿轮驱动器221驱动混合齿轮220高速转动，将水与示踪气体充分混合后，气体混合流体从出管210经由加压阀211进入扩散管213，从扩散管213另一端口喷出。
步骤8：内置于扩散管213出口处的监测器214监测气液混合流体流量值和示踪气体浓度值，将数值反馈至系统控制器215和LCD触摸屏216，LCD触摸屏216实时显示气液混合流体流量和示踪气体浓度变化情况，系统控制器215默认将气液混合流体最大注入流量限定为10L/min。
步骤9：系统控制器215经过PID算法，控制第一加压泵驱动器219和第二加压泵驱动器223，调节第一旋转桨叶218和第二旋转桨叶222的转速比，确保气液混合流体中示踪气体浓度达到预设值。
步骤10：与步骤9同时，系统控制器215控制气液混合单元的齿轮驱动器221和加压阀驱动器212，调节混合齿轮220的转速和气液混合流体在出管210内的压力值，确保气液混合流体在喷出时的流量达到预设值。
步骤11：当气液混合流体流量和示踪气体浓度稳定输出至预设值后，控制扩散管213出口方向，指向凝汽器传热管管板区域特定位置，施加包含示踪气体的气液混合流体。
步骤12：如检测管板区域存在传热管漏孔，气液混合流体中包含的示踪气体将流经传热管漏孔，进入凝汽器真空系统，由真空系统检漏口的检漏仪检测出泄漏信号，工作人员根据泄漏信号判断泄漏情况及后续工作内容。
步骤13：如检测管板区域不存在传热管漏孔，气液混合流体中包含的示踪气体将流经传热管全部管长，通过冷却水出口排除核凝汽器系统，检漏仪信号不发生变化。
步骤14：调节扩散管213出口方向，指向传热管管板区域另一位置，重复步骤11至步骤13，直至完成所有待检测区域的泄漏检测。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种核凝汽器泄漏检测示踪气体气液混合装置，其特征在于：它包括混合单元、多个将各种流体物质注入混合单元的注入单元、与所述混合单元连通的流体出口单元以及用于显示和控制各种流体物质混合后状态的控制显示单元。
2.根据权利要求1所述的核凝汽器泄漏检测示踪气体气液混合装置，其特征在于：所述注入单元有两个，分别为用于注入液体的液体注入单元和用于注入气体的气体注入单元。
3.根据权利要求2所述的核凝汽器泄漏检测示踪气体气液混合装置，其特征在于：所述液体注入单元包括液体进口管、第一加压泵、第一渐变管和第一单向阀，液体进口管、第一加压泵、第一渐变管、第一单向阀依次串联后连接在混合装置上。
4.根据权利要求3所述的核凝汽器泄漏检测示踪气体气液混合装置，其特征在于：第一加压泵包括第一旋转桨叶以及带动第一旋转桨叶转动的第一加压泵驱动器。
5.根据权利要求2所述的核凝汽器泄漏检测示踪气体气液混合装置，其特征在于：所述气体注入单元包括气体进口管、第二加压泵、第二渐变管和第二单向阀，气体进口管、第二加压泵、第二渐变管、第二单向阀依次串联后连接在混合装置上。
6.根据权利要求5所述的核凝汽器泄漏检测示踪气体气液混合装置，其特征在于：第二加压泵包括第二旋转桨叶以及带动第二旋转桨叶转动的第二加压泵驱动器。
7.根据权利要求1所述的核凝汽器泄漏检测示踪气体气液混合装置，其特征在于：混合单元包括壳体、混合齿轮和齿轮驱动器，混合齿轮转动连接于壳体内，齿轮驱动器外置于壳体上并与混合齿轮传动连接。
8.根据权利要求1所述的核凝汽器泄漏检测示踪气体气液混合装置，其特征在于：流体出口单元包括出管、加压阀、加压阀驱动器、扩散管和监测器，出管、加压阀和扩散管通过密封螺纹依次串联连接，加压阀驱动器安装于加压阀上方，监测器内置于扩散管出口处。
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