CN208000150U - 一种液位组件热响应检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于核反应堆堆芯液位探测器组件的在线检测技术领域，具体涉及一种液位组件热响应检测系统。储水箱与控制中心连接；卷绕电机控制电路连接控制中心和卷绕电机；探测器安装桶体的外部为桶体外壳，桶体保温层位于桶体外壳内部，桶体保温层内部固定桶体内胆，桶体内胆焊接有桶体出水口和桶体进水口，桶体出水口与桶体出水管路连接，桶体进水口与桶体上水管路连接，桶体出水管路、桶体上水管路与储水箱连接；桶体内胆外部缠绕有电加热管，桶体内胆内部充有液体介质；桶体内胆安装有压力显示仪表、压力传感器和温度传感器。本实用新型解决堆芯液位探测器组件生产或科研过程中无法对正式交付的产品或科研1:1样件进行热响应检测或分析的问题。

Description

一种液位组件热响应检测系统

技术领域

本实用新型属于核反应堆堆芯液位探测器组件的在线检测技术领域，具体涉及一种液位组件热响应检测系统。

背景技术

目前，我国民用核反应堆堆芯探测器组件基本上全部为进口，质量的好坏无法保证。国外在该产品上，对我国技术封锁，垄断市场，导致我国在核电领域的建设及运营成本高居不下。我国在核电领域产品国产化方面，近年来大力提倡，国内有一些厂家已在摸索开发相关产品。但是，国内针对堆芯液位探测器组件的检测，仅停留在样件检测水平，尚无正式交付产品的热响应检测仪器。样件检测在一定程度上可以反映出结构设计或产品性能的问题，但是不能检测正式交付产品质量的好坏，或验证1:1样件的性能是否满足设计要求，这给应用带来了很大的隐患，也给科研带来一定的不确定。

根据堆芯液位探测器组件的原理和应用场景，应当建立模拟实际应用工况条件下的检测程序，设计制造相应的检测设备。基于此，能够保证正式交付产品的质量；亦可应用于新产品的开发，加快开发进度。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种液位组件热响应检测系统，用于解决堆芯液位探测器组件生产或科研过程中无法对正式交付的产品或科研1:1样件进行热响应检测或分析的问题。

为达到上述目的，本实用新型所采取的技术方案为：

一种液位组件热响应检测系统，储水箱与控制中心连接；卷绕电机控制电路连接控制中心和卷绕电机；探测器安装桶体的外部为桶体外壳，桶体保温层位于桶体外壳内部，桶体保温层内部固定桶体内胆，桶体内胆焊接有桶体出水口和桶体进水口，桶体出水口与桶体出水管路连接，桶体进水口与桶体上水管路连接，桶体出水管路、桶体上水管路与储水箱连接；桶体内胆外部缠绕有电加热管，桶体内胆内部充有液体介质；桶体内胆安装有压力显示仪表、压力传感器和温度传感器；桶体内胆通过螺栓副与法兰连接，堆芯探测器组件与法兰采用卡套密封件密封，并用螺套固定；控制中心与堆芯探测器组件连接；桶体外壳上设置有销孔块及吊耳，桶体外壳与立柱通过圆柱销和销孔块形成旋转副连接，立柱上设置有滑轮组，钢丝绳穿过吊耳和滑轮组，通过卷绕电机的转动，可将钢丝绳卷绕和放线，实现将桶体提起或放下；卷绕电机、立柱和桶体安装在托架上，托架下方设置有可调地脚。

所述储水箱的外部为储水箱外壳，储水箱外壳内设置有储水箱保温层和循环泵，储水箱外壳上开有孔道，用于穿过循环泵、储水箱循环出口、储水箱循环进水口泄压阀、储水箱压力显示仪表、储水箱循环进水口和排水阀的管路；储水箱保温层内固定储水箱内胆，储水箱内胆焊接有储水箱内胆出水口，用于连接循环泵和排水阀；储水箱循环进水口连接桶体出水管路；储水箱内胆上设置有储水箱电加热管和储水箱温度传感器，储水箱内胆内部充有液体介质。

所述的储水箱通过储水箱集成控制电缆与控制中心连接。

所述的储水箱集成控制电缆集成了循环泵、储水箱电加热管的电源线，储水箱温度传感器、储水箱压力显示仪表的信号线，用于连接控制中心和循环泵、储水箱电加热管、储水箱温度传感器、储水箱压力显示仪表，实现控制中心对循环泵、储水箱电加热管电源的开关，以及对储水箱温度传感器、储水箱压力显示仪表信号的采集。

所述的储水箱内胆采用高强度不锈钢加工。

所述的控制中心与堆芯探测器组件通过接插件电缆连接。

该系统还包括桶体集成控制电缆，桶体集成控制电缆集成了连接电加热管的电源线，以及压力传感器、温度传感器、接插件电缆的信号传输导线，用于连接电加热管、压力传感器、温度传感器、接插件电缆和控制中心，实现控制中心对探测器安装桶体中温度、压力信号和堆芯探测器热响应信号的采集、对电加热管的电源开关；还集成了桶体出水管路、桶体上水管路上的电磁阀电源线，用于通过控制中心控制桶体出水管路、桶体上水管路的启闭。

本实用新型所取得的有益效果为：

(1)该套系统桶体和储水箱内胆均采用高强度不锈钢加工，桶体和储水箱均设计有加热装置和温度、压力传感器，能够满足350℃、20MPa条件下的模拟工况测试，能够正确反映出热响应的曲线及时间；亦可满足常压条件下、100℃以内的热响应测试。

(2)该套系统采用控制中心控制，可实现自动上水、自动加热、自动循环、自动卸荷、自动测温、自动测压、自动实时显示与记录数据和曲线、自动生成报告，亦可设定参数、设定包络曲线、设定升温台阶、设定升温速率；全自动控制检测方式，提高检测效率；尽量减少人工干预，保证测试的准确性和高可靠性。

(3)该套系统结合了不同堆型堆芯液位探测器组件结构及尺寸要求，液位探测器通过螺套密封结构与检测系统中的桶体法兰密封，可通过更换螺套，兼容不同规格的堆芯探测器组件结构形式；能够满足不同堆型堆芯液位探测器组件的测试要求，

(4)本实用新型采用与堆芯液位探测器尺寸1:1设计，能够完整反映产品的性能，其所产生的经济和社会效益是巨大的。

(5)本实用新型主要应用于核反应堆堆芯液位探测器组件的热响应检测，也可用于其它高温高压环境下应用的液位传感器的热响应检测。所检测的堆芯液位探测器组件适用于采用液态物质冷却的核反应堆；其原理为利用液面以上和液面以下对堆芯液位组件冷却功率的差异，来测量核反应堆堆芯的冷却介质深度。

(6)本实用新型通过桶体横向装配堆芯液位探测器组件，立直测试的方式，适用于堆芯液位探测器组件在线检测或离线检测。

附图说明

图1为检测系统组成部分及工作场景示意图；

图2为探测器安装桶体组成部分结构示意图；

图3为储水箱结构及功能组成部分示意图；

图4为探测器安装桶体吊耳结构示意图；

图5为在线检测时的排布示意图；

图中：1、控制中心；2、储水箱；3、桶体出水管路；4、桶体上水管路；5、可调地脚；6、托架；7、卷绕电机；8、探测器安装桶体；9、立柱；10、钢丝绳；11、滑轮组；12、平台；13、桶体集成控制电缆；14、储水箱集成控制电缆；15、卷绕电机控制电路；16、桶体外壳；17、桶体进水口；18、桶体保温层；19、压力显示仪表；20、电加热管；21、压力传感器；22、桶体内胆；23、卡套密封件；24、螺套；25、接插件电缆；26、堆芯探测器组件；27、法兰；28、螺栓副；29、桶体出水口；30、液体介质；31、温度传感器；32、圆柱销；33、销孔块；34、储水箱外壳；35、循环泵；36、储水箱循环出口；37、储水箱温度传感器；38、储水箱保温层；39、泄压阀；40、储水箱压力显示仪表；41、储水箱循环进水口；42、储水箱内胆；43、排水阀；44、储水箱内胆出水口；45、储水箱电加热管；46、吊耳。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

如图1所示，本实用新型所述液位组件热响应检测系统包括控制部分、储水箱2、探测器安装桶体8、提升装置、平台12、介质循环管路等；

所述的控制部分包含控制中心1、桶体集成控制电缆13、储水箱集成控制电缆14、卷绕电机控制电路15、接插件电缆25；接插件电缆25连接控制中心1和堆芯探测器组件26；

桶体集成控制电缆13集成了连接电加热管20的电源线，压力传感器21、温度传感器31、接插件电缆25信号传输导线；用于连接电加热管20、压力传感器21、温度传感器31、接插件电缆25和控制中心1，从而实现控制中心1对探测器安装桶体8中温度、压力信号和堆芯探测器热响应信号的采集、对电加热管20的电源开关；还集成了桶体出水管路3、桶体上水管路4上面集成的电磁阀电源线，用于通过控制中心1对桶体出水管路3、桶体上水管路4的启闭。

储水箱集成控制电缆14集成了循环泵35、储水箱电加热管45的电源线，储水箱温度传感器37、储水箱压力显示仪表40的信号线；用于连接控制中心1和循环泵35、储水箱电加热管45、储水箱温度传感器37、储水箱压力显示仪表40，从而实现控制中心1对循环泵35、储水箱电加热管45电源开关，以及对储水箱温度传感器37、储水箱压力显示仪表40信号的采集。卷绕电机控制电路15连接控制中心1和卷绕电机7，从而实现对卷绕电机7的开关控制。

所述的探测器安装桶体如图2、图3所示，包含桶体外壳16、桶体进水口17、桶体保温层18、压力显示仪表19、电加热管20、压力传感器21、桶体内胆22、卡套密封件23、螺套24、法兰27、螺栓副28、桶体出水口29、温度传感器31、圆柱销32、销孔块33、吊耳46。

桶体外壳16起保护作用和固定销孔块33及吊耳46。桶体保温层18位于桶体外壳16内部，主要起保温作用和固定桶体内胆22。桶体内胆22焊接有桶体出水口29、桶体进水口17，其分别与桶体出水管路3、桶体上水管路4连接，用于介质循环；桶体内胆22外部缠绕有电加热管20，用于保持液体介质30的温度或对桶体进行预热；桶体内胆22安装有压力显示仪表19、压力传感器21、温度传感器31，压力显示仪表19可实时显示内部的压力水平；压力传感器21可将内部压力、温度传感器31可将内部温度实时传输至控制中心1，其中温度传感器31可以布置一个、两个或多个；桶体内胆22通过端封结构中法兰27用螺栓副28连接，法兰自带密封结构。堆芯探测器组件26与接插件电缆25连接，与端封结构法兰27采用卡套密封件23密封，并用螺套24固定。桶体8和立柱9通过圆柱销32和销孔块33形成旋转副连接。桶体内胆22内部充有液体介质30，液体介质30在核测上应用去离子水，其它场合根据应用要求选用。桶体外壳16所焊接的吊耳46，用于固定钢丝绳10，实现对桶体8的提升和放下。

所述的储水箱2如图4所示，包括储水箱外壳34、循环泵35、储水箱循环出口36、储水箱温度传感器37、储水箱保温层38、泄压阀39、储水箱压力显示仪表40、储水箱循环进水口41、储水箱内胆42、排水阀43、储水箱内胆出水口44、储水箱电加热管45。储水箱外壳34用于固定和保护腔内储水箱保温层38、循环泵35；其上开有孔道用于穿过循环泵35、储水箱循环出口36、储水箱循环进水口泄压阀39、储水箱压力显示仪表40、储水箱循环进水口41、排水阀43管路。储水箱保温层38用于固定储水箱内胆42和对其保温。储水箱内胆42采用高强度不锈钢加工，焊接储水箱内胆出水口44用于连接循环泵35、排水阀43；储水箱循环进水口41用于连接桶体出水管路3；泄压阀39对系统超压保护，自动泄压；储水箱压力显示仪表40实时显示内部的压力；温度传感器37用于采集内部液体介质的实时温度数据；储水箱电加热管45用于对液体介质进行预热和保温；循环泵35对液体介质循环和对探测器安装桶体8上水提供动力。探测器安装桶体8通过桶体出水管路3、桶体上水管路4与储水箱2连接。储水箱2通过储水箱集成控制电缆14与控制中心1连接。

所述的提升装置如图1所示，包含可调地脚5、托架6、卷绕电机7、立柱9、钢丝绳10、滑轮组11。可调地脚5用于调节托架6的高低和调平。托架6上固定有卷绕电机7、立柱9，还可用于拖住桶体8。立柱9上设置有滑轮组11，通过卷绕电机7的转动，可将钢丝绳10卷绕和放线，从而将桶体8提起或放下。

所述的介质循环管路如图1、图4所示，包含桶体出水管路3、桶体上水管路4，该部分管路应设计成柔性管道。桶体出水管路3、桶体上水管路4包含通液体管路和外部绝热层，其管路上均安装有控制管道启闭的电磁阀，应能承受350℃、20MPa工况条件。

如图5所示为该套检测系统安装在流水线上的应用情况，序号Ⅰ为堆芯液位探测器组件检测系统，流水线Ⅱ和全自动平台Ⅲ组成流水线传输系统，全自动平台Ⅲ可以和平台12互换，以期实现自动和手动的切换。

按照以下步骤操作可实现对堆芯探测器组件的热响应性能测试：

按照图1所示结构将系统安装到位，检查各电缆和循环管路连接是否紧密。将探测器安装桶体8放置于水平位置，桶内无介质。按照图2所示结构，将堆芯探测器组件26水平送入桶体内胆22内部，并将卡套密封件23放置于卡槽内，套上螺套24，将螺套24与法兰27上的螺纹拧紧固定密封。将接插件电缆25与堆芯液位探测器组件26连接紧密。通过控制中心1启动卷绕电机7，将探测器安装桶体8拉至竖直工位，并固定好。按照图4所示将储水箱2内通过排水阀43注满水，注水过程中打开泄压阀39用于排气，有水从泄压阀39中溢出时水已注满，然后关闭泄压阀39。通过控制中心1启动储水箱电加热管45对储水箱内的液体介质30加热至试验温度；启动电加热管20对探测器安装桶体8进行预热至设定温度。通过控制中心1打开桶体上水管路4上水电磁阀，启动循环泵35，关闭桶体出水管路3出水电磁阀，对桶体上水。通过控制中心1实时观察堆芯探测器组件26的数据情况，通过响应信号数据分析，判断产品效果。试验结束后，将探测器安装桶体8内部的水放空，通过控制中心1启动卷绕电机7将探测器安装桶体8放置于水平位置；打开泄压阀39，将系统内部压力降至常压，然后在取出堆芯探测器组件26。若需要液体介质30在检测过程中循环，则通过控制中心1设定自动控制程序如下：打开桶体上水管路4电磁阀、桶体排水管路3电磁阀，启动循环泵35，开始循环。循环过程中可启动储水箱电加热管45和电加热管20升温或者保温。

Claims (7)

1.一种液位组件热响应检测系统，其特征在于：储水箱与控制中心连接；卷绕电机控制电路连接控制中心和卷绕电机；探测器安装桶体的外部为桶体外壳，桶体保温层位于桶体外壳内部，桶体保温层内部固定桶体内胆，桶体内胆焊接有桶体出水口和桶体进水口，桶体出水口与桶体出水管路连接，桶体进水口与桶体上水管路连接，桶体出水管路、桶体上水管路与储水箱连接；桶体内胆外部缠绕有电加热管，桶体内胆内部充有液体介质；桶体内胆安装有压力显示仪表、压力传感器和温度传感器；桶体内胆通过螺栓副与法兰连接，堆芯探测器组件与法兰采用卡套密封件密封，并用螺套固定；控制中心与堆芯探测器组件连接；桶体外壳上设置有销孔块及吊耳，桶体外壳与立柱通过圆柱销和销孔块形成旋转副连接，立柱上设置有滑轮组，钢丝绳穿过吊耳和滑轮组，通过卷绕电机的转动，可将钢丝绳卷绕和放线，实现将桶体提起或放下；卷绕电机、立柱和桶体安装在托架上，托架下方设置有可调地脚。

2.根据权利要求1所述的液位组件热响应检测系统，其特征在于：所述储水箱的外部为储水箱外壳，储水箱外壳内设置有储水箱保温层和循环泵，储水箱外壳上开有孔道，用于穿过循环泵、储水箱循环出口、储水箱循环进水口泄压阀、储水箱压力显示仪表、储水箱循环进水口和排水阀的管路；储水箱保温层内固定储水箱内胆，储水箱内胆焊接有储水箱内胆出水口，用于连接循环泵和排水阀；储水箱循环进水口连接桶体出水管路；储水箱内胆上设置有储水箱电加热管和储水箱温度传感器，储水箱内胆内部充有液体介质。

3.根据权利要求2所述的液位组件热响应检测系统，其特征在于：所述的储水箱通过储水箱集成控制电缆与控制中心连接。

4.根据权利要求3所述的液位组件热响应检测系统，其特征在于：所述的储水箱集成控制电缆集成了循环泵、储水箱电加热管的电源线，储水箱温度传感器、储水箱压力显示仪表的信号线，用于连接控制中心和循环泵、储水箱电加热管、储水箱温度传感器、储水箱压力显示仪表，实现控制中心对循环泵、储水箱电加热管电源的开关，以及对储水箱温度传感器、储水箱压力显示仪表信号的采集。

5.根据权利要求2所述的液位组件热响应检测系统，其特征在于：所述的储水箱内胆采用高强度不锈钢加工。

6.根据权利要求1所述的液位组件热响应检测系统，其特征在于：所述的控制中心与堆芯探测器组件通过接插件电缆连接。

7.根据权利要求6所述的液位组件热响应检测系统，其特征在于：该系统还包括桶体集成控制电缆，桶体集成控制电缆集成了连接电加热管的电源线，以及压力传感器、温度传感器、接插件电缆的信号传输导线，用于连接电加热管、压力传感器、温度传感器、接插件电缆和控制中心，实现控制中心对探测器安装桶体中温度、压力信号和堆芯探测器热响应信号的采集、对电加热管的电源开关；还集成了桶体出水管路、桶体上水管路上的电磁阀电源线，用于通过控制中心控制桶体出水管路、桶体上水管路的启闭。