CN206055212U - 蒸汽管道的泄漏探测系统及蒸汽管道 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种蒸汽管道的泄漏探测系统及蒸汽管道。其中，泄漏探测系统包括：仪表管，设于所述蒸汽管道的外壁面；若干渗透元件，所述渗透元件用于将所述蒸汽管道的焊缝处的泄漏蒸汽引入至所述仪表管中；所述渗透元件对应所述焊缝设置于所述仪表管上；或，所述仪表管包括若干仪表管单元，相邻两仪表管单元之间通过一个渗透元件连接，且渗透元件位于所述焊缝处；仪用压缩空气罐，所述仪用压缩空气罐的输气口与所述仪表管的进气口连接，所述仪用压缩空气罐用于驱动所述仪表管内的空气从进气口流动至出气口。通过本实用新型的泄漏探测系统能及时判断蒸汽管道是否发生泄漏，从而可及时采取修复措施，本实用新型的泄漏探测系统还能定位泄漏点。

Description

蒸汽管道的泄漏探测系统及蒸汽管道

技术领域

本实用新型涉及一种蒸汽管道的泄漏探测系统及蒸汽管道。

背景技术

蒸汽管道一般用来传输高温高压的蒸汽，其发生泄漏极易产生安全隐患。例如，压水堆核电站中二回路的主蒸汽管道，一旦主蒸汽管泄漏，高温高压蒸汽的喷放会威胁反应堆的安全。传统的泄漏检测方法有三种：(1)压力装量法，由于主蒸汽管道流量大，压力高，该方法受压力测量仪表精度以及正常运行期间的蒸汽管道压力的波动的影响仅能探测较大泄漏量，而对于微裂纹产生的泄漏无法探测；(2)泄漏冷凝液收集法，该方法存在冷凝、收集冷凝液的过程所以响应慢，因此当发生细微泄漏时，无法及时检测，同时也无法判定泄漏点。(3)环境蒸汽湿度法，由于安全壳的自由容积巨大，布置在安全壳内的湿度仪表与蒸汽管道距离远，当发生微小泄漏时需要较长的时间才能使整个安全壳内的湿度发生明显的变化，因此通过湿度变化来判断是否发生微小泄漏，同样存在响应慢，不能及时检测细微泄漏的问题。可见，现有技术的泄漏检测方法均不能检测蒸汽管道的细微泄漏，而若不能及早发现细微泄漏，泄漏点就会越来越大，造成无法挽回的事故和损失。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术的蒸汽管道泄漏检测方法不能及时检测细微泄漏的缺陷，提供一种蒸汽管道的泄漏探测系统及蒸汽管道。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种蒸汽管道的泄漏探测系统，其特点在于，所述泄漏探测系统包括：

仪表管，设于所述蒸汽管道的外壁面；

若干渗透元件，所述渗透元件用于将所述蒸汽管道的焊缝处的泄漏蒸汽引入至所述仪表管中；

所述渗透元件对应所述焊缝设置于所述仪表管上；或，所述仪表管包括若干仪表管单元，相邻两仪表管单元之间通过一个渗透元件连接，且渗透元件位于所述焊缝处；

仪用压缩空气罐，所述仪用压缩空气罐的输气口与所述仪表管的进气口连接，所述仪用压缩空气罐用于驱动所述仪表管内的空气从进气口流动至出气口；

第一露点仪，设于所述仪表管的进气口处；

第二露点仪，设于所述仪表管的出气口处。

较佳地，所述泄漏探测系统还包括控制器，所述第一露点仪和所述第二露点仪均与所述控制器电连接；

所述第一露点仪和所述第二露点仪均用于将检测得到的露点值发送至所述控制器；

所述控制器用于生成报警信息。

较佳地，所述仪表管的出气口与一通风系统连接；

所述泄漏探测系统还包括：

第一电磁阀，设于所述仪表管上且位于所述第一露点仪和所述仪用压缩空气罐之间，所述第一电磁阀与所述控制器电连接，所述控制器还用于开启或关闭所述第一电磁阀；

第二电磁阀，设于所述仪表管上且位于所述第二露点仪和所述通风系统之间，所述第二电磁阀与所述控制器电连接，所述控制器还用于开启或关闭所述第二电磁阀。

较佳地，所述泄漏探测系统还包括：

第一压力表，设于所述仪表管上且位于所述第一露点仪和所述第一电磁阀之间，所述第一压力表与所述控制器电连接；

第二压力表，设于所述仪表管上且位于所述第二露点仪和所述第二电磁阀之间，所述第二压力表与所述控制器电连接；

所述控制器还用于生成仪表管泄漏信息并将所述仪表管泄漏信息发送至报警器。

较佳地，当所述渗透元件对应所述蒸汽管道的焊缝设置于所述仪表管上，所述渗透元件的材质为高分子材质；

所述仪表管设有若干通孔，所述渗透元件套设于所述仪表管道的外壁面，且覆盖所述若干通孔。

较佳地，当相邻两仪表管单元之间通过一个渗透元件连接时，所述渗透元件的材质为陶瓷膜材质。

较佳地，所述渗透元件的两端通过螺纹快速接头与所述仪表管单元的端部连接。

较佳地，所述仪用压缩空气罐的输气口依次设有截止阀、减压阀和止回阀。

较佳地，所述蒸汽管道的外壁面设有保温层，所述泄漏探测系统设于所述外壁面和所述保温层之间，且位于所述外壁面的正上方。

本实用新型还包括一种蒸汽管道，其特点在于，所述蒸汽管道包括如上所述的泄漏探测系统。

本实用新型的积极进步效果在于：由于蒸汽管道的焊缝处经常发生细微泄漏，因此本实用新型的泄漏探测系统在蒸汽管道的焊缝处设置渗透元件，渗透元件可将泄漏蒸汽引入至仪表管中，仪用压缩空气罐驱动仪表管内的空气从进气口流动至出气口，根据两个露点仪检测到的露点值的差值即可判断蒸汽管道是否发生泄漏，因此通过本实用新型的泄漏探测系统能及时判断蒸汽管道是否发生泄漏，从而可及时采取修复措施。本实用新型的泄漏探测系统还能定位泄漏点，方便维修人员进行故障定位，节省了维修时间。本实用新型的蒸汽管道设有该泄漏探测系统，因此安全性大大提高。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的蒸汽管道的泄漏探测系统的结构示意图。

图2为本实用新型实施例1的泄漏探测系统布置于蒸汽管道上的局部结构示意图。

图3为图2中的仪表管和渗透元件的连接结构示意图。

图4为本实用新型实施例2的仪表管和渗透元件的连接结构示意图。

具体实施方式

实施例1

如图1-3所示，本实施例的泄漏探测系统包括仪表管1、若干渗透元件2、仪用压缩空气罐3、第一露点仪4和第二露点仪5。仪表管1设于蒸汽管道13的外壁面。如图2所示，若干渗透元件2对应蒸汽管道13的焊缝131设置于仪表管1上，也即每个焊缝处均设有一个渗透元件，渗透元件可将焊缝处的泄漏蒸汽引入至仪表管中。本实施例的渗透元件的材质为高分子材质，可制成软管形式，仪表管设有若干通孔(每个焊缝处均设有一个或多个通孔)，渗透元件套设于仪表管道的外壁面，且覆盖若干通孔，同时可用设有通孔的不锈钢薄板包裹压紧以固定渗透元件。第一露点仪4设于仪表管1的进气口处；第二露点仪5设于仪表管1的出气口处。仪用压缩空气罐3的输气口与仪表管1的进气口连接，仪用压缩空气罐3可驱动仪表管1内的空气从进气口流动至出气口。本实施例的仪用压缩空气罐3的输气口依次设有截止阀31、减压阀32和止回阀33，止回阀33用于确保仪用压缩空气罐输出的干空气始终单向流动，减压阀32用于调整仪用压缩空气罐输出干空气的整定压力，截止阀31是常开阀门，当减压阀、止回阀、第一电磁阀和第二电磁阀维修或更换时用于隔离系统。其中，仪用压缩空气罐3可以实时向仪表管1输入干燥空气，使仪表管中的空气单向流动，也可根据不同的核电型号以及经济原因，将仪用压缩空气罐设置成以定时的方式输送干燥空气。若发生泄漏，泄漏的蒸汽则会通过渗透元件2进入仪表管1中，仪表管1中的湿度增加，仪用压缩空气罐3将仪表管1内的潮湿空气送至出气口，此时有两种方式判断是否发生泄漏。第一种，根据第二露点仪4检测到的露点值的变化幅值是否超过一定范围来判断是否发生泄漏；第二种，根据第一露点仪4和第二露点仪5检测到的露点值的差值是否超过一定范围来判断是否蒸汽管道发生泄漏。无论采取哪种判断方式，都需要排除环境因素的影响。另外，第一露点仪4和第二露点仪5可相互校验，避免测量仪表本身失效造成误信号。因此，本实施例的泄漏探测系统不仅能检测细微泄漏，还具有较高精度。

需要说明的是，泄漏探测系统的数量可根据实际需求自行设置，可在蒸汽管道的外壁面设置一套、两套、甚至多套，也可设置多根仪表管，其中每根仪表管可对应一个仪用压缩空气罐(也即设置多套泄漏探测系统)，也可多根仪表管共用一个仪用压缩空气罐。考虑到安全因素，一般蒸汽管道的外壁面均设有保温层14，保温层可为金属反射保温层，具有保温效果，且具有一定的严密性。本实施例的泄漏探测系统数量为1套，且设于蒸汽管道13的外壁面和保温层14之间，由于蒸汽管道13一般水平布置，则将泄漏探测系统设置(可捆扎)于外壁面的正上方，其中，正上方为蒸汽管道的竖截面的上边沿。这样设置的原因在于，保温层14和蒸汽管道13之间的环形间隙并不大，且由于保温层14具有密封性，因此，小的泄漏就会造成环形间隙内局部空气湿度显著的变化，蒸汽是向上扩散的，因此即使泄漏发生在管道下部，随着蒸汽沿环形间隙扩散，最终环形间隙上部的空气湿度会比较高，因此，仪表管在上部能够更好的探测整个环形焊缝圆周方向任一点的泄漏。

为了便于工作人员发现泄漏，本实施例的蒸汽管道还包括控制器6，第一露点仪4和第二露点仪5均与控制器6电连接，其中控制器可以为PLC(可编程逻辑控制)。第一露点仪和第二露点仪将检测得到的露点值发送至控制器，控制器则判断两个露点值的差值是否大于预设值(可根据实际情况自行设置，需考虑空气环境影响)，若是，则生成报警信息。控制器可将报警信息发送至声光报警器，也可发送至移动终端，使工作人员第一时间知道泄漏发送，以根据报警信息进行紧急处理。

本实施例中，仪表管1的出气口与通风系统7连接；泄漏探测系统还包括第一电磁阀8和第二电磁阀9。第一电磁阀8设于仪表管1上且位于第一露点仪4和仪用压缩空气罐3之间，第二电磁阀9设于仪表管1上且位于第二露点仪5和通风系统7之间。第一电磁阀8和第二电磁阀9与控制器6电连接，控制器6可根据第一预设时间开启或关闭第一电磁阀以及根据第二预设时间开启或关闭第二电磁阀。这里所说的第一预设时间也就是上述所说仪用压缩空气罐开启的时间，通过第一电磁阀和第二电磁阀实现了泄漏探测系统的自动化控制。第二预设时间与第一预设时间之间具有一个延时时间，一般设在1到2秒之间，主要是满足仪用压缩空气罐中的干空气对整个测量回路加压到预期压力所需时间。这样一旦测量开始，回路中的空气可以很快达到预期的流速并恒定，有利于提高测量和定位的精确度。

下面对本实施例的泄漏探测系统的工作原理具体说明：当蒸汽管道发生少量泄漏，泄漏蒸汽通过渗透元件2进入仪表管1造成仪表管中局部的空气湿度增加，由于管径非常小，空气的对流和扩散效应非常弱，因此会在局部形成湿度较高的空气团。控制器6根据第一预设时间发出开阀指令，先打开第一电磁阀8，仪用压缩空气罐3则向仪表管1输出干空气，再以第二预设时间(也即延时1-2s后)开启第二电磁阀9并开始计时。此时仪表管1中的空气单向流动，潮湿的空气团将流过第二露点仪5，第一露点仪4和第二露点仪5将测得的露点值发送(可以实时，也可以定时发送)至控制器，若第二露点仪检测到露点值有较大增幅，也可发出报警并记录报警时间，同时发送至控制器6，如果有多处焊缝泄漏第二露点仪5相应有多次报警。控制器可根据前述两种方式判断蒸汽管道是否发生泄漏，控制器6还可根据计时开始的时间与报警发生的时间判断出是哪个焊缝有泄漏。具体的，由于离露点仪越近所需时间越短，且测量单元和焊缝位置一一对应，因此正常运行即主蒸汽管没有泄漏时，每次测量的结果会显示若干个湿度脉冲且峰值不会高于正常波动(由环境引起)的峰值，这些峰值的时间间隔就是焊缝之间的距离除以管内流速获得的时间，同样，当发生主蒸汽管泄漏时，对比正常运行的测量结果，在哪个正常峰值上出现超过正常波动范围的指示就表明是哪条焊缝出现泄漏，例如，第一个峰值出现异常指示就代表仪表管1沿长度方向上离第二露点仪5最近的那条焊缝出现泄漏，同理，多个峰值异常代表多个焊缝泄漏。工作人员则可根据定位的泄漏点，快速找到泄漏的焊缝，节省了维修的时间。测试结束后，控制器6先关闭第一电磁阀8，延时若干秒后，关闭第二电磁阀9，泄漏探测系统进入下一次取样测量的周期并处于待机状态。需要说明的是，泄漏发生后不会停止，蒸汽不断积累，直到在下一个测试开始，就会触发报警，可见，定时打开第一电磁阀的间隔时间越短，越能及时发现泄漏，本实施例的第一预设时间为1小时。

若仪表管发生泄漏，则会影响探测结果。因此，本实施例中，泄漏探测系统还包括第一压力表10和第二压力表11，通过检测仪表管中的压力值判断是否发生泄漏。具体的，第一压力表10设于仪表管1上且位于第一露点仪4和第一电磁阀8之间。第二压力表11设于仪表管1上且位于第二露点仪5和第二电磁阀9之间，第一压力表10第二压力表11与控制器6电连接。控制器6可根据第一压力表10和第二压力表11检测到的压力值生成仪表管泄漏信息，并可将仪表管泄漏信息通过报警器或移动终端通知给工作人员。具体的，若检测到仪表管1进气口的压力值与出气口的压力值差距较大，则仪表管1可能发生泄漏，工作人员则可及时进行维修处理。第一压力表和第二压力表还可相互校验，避免测量仪表本身失效造成误信号。

实施例2

实施例2与实施例1基本相同，如图4所示，不同之处在于，仪表管包括若干仪表管单元101，相邻两仪表管单元101之间通过一个渗透元件2连接，同样渗透元件需位于所述焊缝处，此时渗透元件的材质为陶瓷膜材质，可制成管状。为了拆卸方便，渗透元件2的两端通过螺纹快速接头12与仪表管单元101的端部连接。

本实施例还包括一种蒸汽管道，所述蒸汽管道包括实施例1或实施例2中的泄漏探测系统。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种蒸汽管道的泄漏探测系统，其特征在于，所述泄漏探测系统包括：

仪表管，设于所述蒸汽管道的外壁面；

若干渗透元件，所述渗透元件用于将所述蒸汽管道的焊缝处的泄漏蒸汽引入至所述仪表管中；

所述渗透元件对应所述焊缝设置于所述仪表管上；或，所述仪表管包括若干仪表管单元，相邻两仪表管单元之间通过一个渗透元件连接，且渗透元件位于所述焊缝处；

仪用压缩空气罐，所述仪用压缩空气罐的输气口与所述仪表管的进气口连接，所述仪用压缩空气罐用于驱动所述仪表管内的空气从进气口流动至出气口；

第一露点仪，设于所述仪表管的进气口处；

第二露点仪，设于所述仪表管的出气口处。

2.如权利要求1所述的蒸汽管道的泄漏探测系统，其特征在于，所述泄漏探测系统还包括控制器，所述第一露点仪和所述第二露点仪均与所述控制器电连接；

所述第一露点仪和所述第二露点仪均用于将检测得到的露点值发送至所述控制器；

所述控制器用于生成报警信息。

3.如权利要求2所述的蒸汽管道的泄漏探测系统，其特征在于，所述仪表管的出气口与一通风系统连接；

所述泄漏探测系统还包括：

第一电磁阀，设于所述仪表管上且位于所述第一露点仪和所述仪用压缩空气罐之间，所述第一电磁阀与所述控制器电连接，所述控制器还用于开启或关闭所述第一电磁阀；

第二电磁阀，设于所述仪表管上且位于所述第二露点仪和所述通风系统之间，所述第二电磁阀与所述控制器电连接，所述控制器还用于开启或关闭 所述第二电磁阀。

4.如权利要求3所述的蒸汽管道的泄漏探测系统，其特征在于，所述泄漏探测系统还包括：

第一压力表，设于所述仪表管上且位于所述第一露点仪和所述第一电磁阀之间，所述第一压力表与所述控制器电连接；

第二压力表，设于所述仪表管上且位于所述第二露点仪和所述第二电磁阀之间，所述第二压力表与所述控制器电连接；

所述控制器还用于生成仪表管泄漏信息并将所述仪表管泄漏信息发送至报警器。

5.如权利要求1-4中任意一项所述的蒸汽管道的泄漏探测系统，其特征在于，当所述渗透元件对应所述蒸汽管道的焊缝设置于所述仪表管上，所述渗透元件的材质为高分子材质；

所述仪表管设有若干通孔，所述渗透元件套设于所述仪表管道的外壁面，且覆盖所述若干通孔。

6.如权利要求1-4中任意一项所述的蒸汽管道的泄漏探测系统，其特征在于，当相邻两仪表管单元之间通过一个渗透元件连接时，所述渗透元件的材质为陶瓷膜材质。

7.如权利要求6所述的蒸汽管道的泄漏探测系统，其特征在于，所述渗透元件的两端通过螺纹快速接头与所述仪表管单元的端部连接。

8.如权利要求1所述的蒸汽管道的泄漏探测系统，其特征在于，所述仪用压缩空气罐的输气口依次设有截止阀、减压阀和止回阀。

9.如权利要求1所述的蒸汽管道的泄漏探测系统，其特征在于，所述蒸汽管道的外壁面设有保温层，所述泄漏探测系统设于所述外壁面和所述保温层之间，且位于所述外壁面的正上方。

10.一种蒸汽管道，其特征在于，所述蒸汽管道包括如权利要求1-9中任意一项所述的泄漏探测系统。