CN203870989U - 基于核电站事故模拟系统的多点热电偶束测量采集装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了基于核电站事故模拟系统的多点热电偶束测量采集装置，包括数据采集系统，还包括密封组件和一端具有测点的多点热电偶；所述多点热电偶的测点设置在模拟安全壳容器内部，多点热电偶另一端则通过贯穿密封组件的方式引出模拟安全壳容器外并与数据采集系统连接；所述密封组件包括由水硬性胶凝材料制成的内层，以及包覆在该内层外部的法兰，所述多点热电偶伸出模拟安全壳容器外的一端贯穿内层并与其紧密接触。本实用新型结构合理，多点热电偶与内层之间的密封效果佳，可以确保多点温度测量系统在高温、高压、高水蒸汽浓度等复杂恶劣条件下仍能进行温度的实时测量，因此，本实用新型适于推广应用。

Description

基于核电站事故模拟系统的多点热电偶束测量采集装置

技术领域

本实用新型涉及一种采集装置，具体涉及的是一种基于核电站事故模拟系统的多点热电偶束测量采集装置。

背景技术

日本福岛事故后，核电厂安全壳严重事故下的氢风险控制引起了国内外的高度关注。国家核安全当局和安审中心对新建核电厂相关安全设备的性能以及设备鉴定提出了新的要求，特别强调了需要验证严重事故下安全设备的有效性和可靠性。

由于我国核电起步较晚，部分国产化设备与国际先进产品相比还是有较大的差距，尤其是严重事故相关的设备。由于国内缺少相关的鉴定标准以及功能齐全的鉴定平台，随着我国核电的蓬勃发展，为了适应核安全新要求，势必需要搭建功能齐全完善的事故模拟系统，给严重事故相关国产化设备和仪表提供严重事故综合环境鉴定试验条件，实现与国际先进技术接轨，以提高国产化产品在国际市场上的竞争力。

现有的核电站事故模拟系统中的一个重要组成部分就是多点温度测量系统。然而，由于结构设计的缺陷，在多点温度测量系统中，一方面，由于采用的热电偶是单点热电偶，因此，放置检验设备的模拟安全壳容器需要开多个口，以满足热电偶伸入到其内部与检验设备连接，如此一来，很容易破坏模拟安全壳容器的完整性，造成气体泄露。另一方面，在试验时，我们发现，数据采集系统很难在模拟严重事故工况的高温(165℃)、高压(0.55MPa)、高水蒸汽浓度等复杂恶劣条件下进行温度的实时测量，而造成这个问题的因素在于热电偶伸出模拟安全壳容器外部的一端没有进行密封，导致模拟安全壳容器不能在高温、高压、高水蒸汽浓度条件下保持其内部的压力，因此，需要解决其密封的问题。

实用新型内容

针对上述技术的不足，本实用新型提供了一种基于核电站事故模拟系统的多点热电偶束测量采集装置，可以有效解决模拟安全壳容器耐压性能降低以及多点温度测量系统在高温、高压、高水蒸汽浓度等复杂恶劣条件下难以进行温度实时测量的问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

基于核电站事故模拟系统的多点热电偶束测量采集装置，包括数据采集系统，还包括密封组件和一端具有测点的多点热电偶；所述多点热电偶的测点设置在模拟安全壳容器内部，多点热电偶另一端则通过贯穿密封组件的方式引出模拟安全壳容器外并与数据采集系统连接；所述密封组件包括由水硬性胶凝材料制成的内层，以及包覆在该内层外部的法兰，所述多点热电偶伸出模拟安全壳容器外的一端贯穿内层并与其紧密接触。

进一步地，所述多点热电偶为K型热电偶。

再进一步地，所述多点热电偶的直径为0.5mm。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

(1)本实用新型设计合理，其通过设计密封组件，可以有效地将多点热电偶伸出模拟安全壳容器外的一端进行密封，密封组件在确保密封效果的同时，其用于制作内层的水硬性胶凝材料还能够承受高温、高压、高湿度的恶劣条件，因此，二者的结合能够很好地保持模拟安全壳容器内的压力，确保多点温度测量系统能够在高温、高压、高水蒸汽浓度条件下正常进行多点温度的实时测量。

(2)本实用新型采用多点热电偶，并优选采用直径为0.5mm的K型热电偶，从而一方面可以进一步减少模拟安全壳容器的开口数量与面积，保护模拟安全壳容器的完整性，并减少气体的泄露，确保其耐压性能；另一方面则可以使多点热电偶能够布置在模拟安全壳容器内的任意位置上。

(3)本实用新型应用广泛，其保压性能好，且耐热耐冲击，除了模拟安全壳容器外，其结构设计亦可用于其他压力容器或多路参数测量装置上，因此，本实用新型具有很高的应用价值。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为安装本实用新型的模拟安全壳容器的保压曲线。

图3为本实用新型测量的非能动氢复合器氢氧复合时的多点温度变化曲线。

其中，附图标记对应的零部件名称为：

1-多点热电偶，2-密封组件，3-数据采集系统。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明，本实用新型的实施方式包括但不限于下列实施例。

实施例

如图1所示，本实用新型包括多点热电偶1、密封组件2以及数据采集系统3，多点热电偶1一端具有测点，测点伸入到模拟安全壳容器内，用于测量模拟安全壳容器的压力，而多点热电偶1另一端则贯穿密封组件2后引出模拟安全壳容器外，然后与数据采集系统3连接，数据采集系统3用于将所测得的压力信号进行采集、记录。考虑到模拟安全壳容器的完整性，本实施例中，多点热电偶1选用直径为0.5mm的K型热电偶，并尽量增加热电偶的长度，从而使其测点能够布置在模拟安全壳容器内任意位置。

所述密封组件2用于保持模拟安全壳容器的压力，本实用新型的密封组件2结构与现有的密封组件结构不同，具体地说，本实用新型的密封组件2包括由水硬性胶凝材料制成的内层，以及包覆在该内层外部的法兰，所述多点热电偶1连接数据采集系统3的一端贯穿内层并与其紧密接触。水硬性胶凝材料为现有材料，其是由CaO粉末与SiO₂粉末按物质的量3:1～2:1的比例混合均匀后，加入适量水搅匀，并在一段时间后硬化得到。水硬性胶凝材料具有强度高、粘附性好的特性，可以紧密填充在多点热电偶与法兰之间的空隙处，确保密封效果，进而提升整个采集装置的抗压和抗高温性能。

本实用新型以非能动氢复合器进行事故环境模拟试验为例，对本实用新型的应用效果进行介绍。非能动氢复合器是一种自动消氢装置，用来消除核电站严重事故中产生的氢气，防止氢爆。测量实施时，多点热电偶测点先用卡箍、压片、螺母等固定在复合器上或模拟安全壳容器内的各个测量位置上，然后另一端连接数据系统。固定好热电偶测点后，对模拟安全壳容器进行保压测试，保压测试时的压力变化曲线如图2所示。根据数据采集系统采集的记录结果表明：模拟安全壳容器内，初始压力为0.8MPa，总气量为18600mol，经过480小时的保压，总气量降至17900mol，气体漏率为1.46mol/h，每小时漏气量0.008％，漏气量很小，满足模拟试验的要求。保压试验结果说明本实用新型可以保证压力容器良好的密封性能。

图3为非能动氢复合器在模拟系统内进行消氢反应的多点温度测量曲线，非能动氢复合器的初态氧气浓度为19.34％，试验开始后第2.7分钟通入氢气，氢气流速为400L/min，第9.5分钟结束通入氢气。图中同时记录了10个不同位置(图3中的十条曲线)的温度变化情况，从温度变化情况可以判断氢复合器的启动时间，试验开始后第4.7分钟氢复合器催化层入口氢气浓度达到复合器干态启动阈值(0.79％)，催化层温度为51℃，第7.7分钟氢复合器催化层上升至61℃。所以氢复合器在该试验条件下启动时间为3min。实验中最高温度接近180℃，终态氧气浓度为17.76％。实验结果说明采用本实用新型可以使多点温度测量系统很好地完成多点温度的同时采集和记录，并且抗高温性能良好。

上述实施例仅为本实用新型较佳的实现方式之一，不应当用于限制本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的设计原理和思想下所作出的改动和润色，其所解决的技术问题实质上与本实用新型相同的，均应当在本实用新型的保护范围内。

Claims (3)

1.基于核电站事故模拟系统的多点热电偶束测量采集装置，包括数据采集系统(3)，其特征在于：还包括密封组件(2)和一端具有测点的多点热电偶(1)；所述多点热电偶(1)的测点设置在模拟安全壳容器内部，多点热电偶(1)另一端则通过贯穿密封组件的方式引出模拟安全壳容器外并与数据采集系统(3)连接；所述密封组件(2)包括由水硬性胶凝材料制成的内层，以及包覆在该内层外部的法兰，所述多点热电偶(1)伸出模拟安全壳容器外的一端贯穿内层并与其紧密接触。

2.根据权利要求1所述的基于核电站事故模拟系统的多点热电偶束测量采集装置，其特征在于：所述多点热电偶(1)为K型热电偶。

3.根据权利要求2所述的基于核电站事故模拟系统的多点热电偶束测量采集装置，其特征在于：所述多点热电偶(1)的直径为0.5mm。