CN208680052U - 高温气冷堆核电机组二回路化学清洗的动态模拟试验装置 - Google Patents

Abstract

一种高温气冷堆核电机组二回路化学清洗的动态模拟试验装置，该模拟试验装置包括：清洗水箱，循环泵电磁流量计，管样夹持装置，电化学在线腐蚀测量装置，电加热装置；本实用新型能够模拟不同管径换热管串联和并联清洗及清洗过程中腐蚀在线监测；本实用新型装置更加准确的在接近实际工程条件下评价清洗液腐蚀和清洗效果，获得的试验数据更加准确并对工程应用具有指导作用。

Description

高温气冷堆核电机组二回路化学清洗的动态模拟试验装置

技术领域

本实用新型属于高温气冷堆核电机组二回路化学清洗技术领域，具体涉及一种高温气冷堆核电机组二回路化学清洗的动态模拟试验装置。

背景技术

高温气冷堆是第四代核电技术，是具有固有安全性的先进堆型，在发电、供热、制氢、海水淡化等领域有广阔的应用前景。

与压水堆核电机组相比，高温气冷堆二次侧出口蒸汽压力和温度分别达到14.3MPa、570℃，远高于压水堆的6.71MPa、283℃，材质等级也更高；其次，高温气冷堆蒸汽发生器为盘管结构，没有排污装置，对水质要求极其严格。因此，机组投运前的系统清洁对机组安全经济稳定运行至关重要。

化学清洗作为常规火电厂锅炉、过热器等系统的清洁方法，具有工艺成熟、易于操作、清洁效果好等优点，是用于二回路清洁的首选方法。但是，高温气冷堆核电机组二回路系统复杂，管道材质种类多且管径差异大，需要在化学清洗前对清洗效果和腐蚀控制展开试验研究。目前，实验室清洗试验多采用静态或小型动态试验装置，具有无法有效监测调节清洗流速、无法模拟多种材质、不同管径管样的串联和并联清洗、无法实现清洗过程中腐蚀在线监测的缺点。

发明内容

为了克服现有技术存在的上述问题，本实用新型的目的在于提供一种高温气冷堆核电机组二回路化学清洗的动态模拟试验装置，该试验装置可靠且易于实现，能够模拟不同管径换热管串联和并联清洗及清洗过程中腐蚀在线监测，本实用新型装置更加准确的在接近实际工程条件下评价清洗液腐蚀和清洗效果，获得的试验数据更加准确并对工程应用具有指导作用。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种高温气冷堆核电机组二回路化学清洗的动态模拟试验装置，所述二回路化学清洗的动态模拟试验装置包括：

清洗水箱1，用于储存化学清洗试剂；

循环泵2，用于提供化学清洗动态模拟试验装置的循环动力；

电磁流量计3，用于测量所述高温气冷堆核电机组二回路金属管内清洗流速；

管样夹持装置4，数量多个，用于模拟串联或并联清洗不同管径不同材质的高温气冷堆核电机组二回路清洗金属管样；

电化学在线腐蚀测量装置，用于化学清洗动态模拟试验中在线监测所述高温气冷堆核电机组二回路金属管样腐蚀速率；

电加热装置，用于加热所述化学清洗试剂至清洗温度；

所述清洗水箱1上设置有排放化学清洗试剂的第一截止阀K1和向清洗水箱1中加入化学清洗试剂的第二截止阀K2；所述循环泵2入口设置第三截止阀K3，并与所述清洗水箱1出口采用不锈钢管连接，循环泵2出口设置用于控制循环泵自循环的第四截止阀K4，并与清洗水箱1入口采用不锈钢管连接；所述的电磁流量计3安装于循环泵2出口、多个管样夹持装置4入口和电化学在线腐蚀测量装置入口，并在循环泵2出口的电磁流量计3与清洗水箱1入口间设置第五截止阀K5，其它位置处的电磁流量计3前分别设置第六截止阀K6、第七截止阀K7、第八截止阀K8和第九截止阀K9，用于调节各清洗金属管样流量；所述多个管样夹持装置4设置在循环泵2出口的电磁流量计3与第五截止阀K5后的管路上，且并联设置；所述管样夹持装置4和电化学在线腐蚀测量装置出口分别设置截止阀第十截止阀K10、第十一截止阀K11、第十二截止阀K12和第十三截止阀K13，对不参与清洗金属管样进行隔离；通过控制第六截止阀K6、第七截止阀K7、第八截止阀K8、第九截止阀K9、第十截止阀K10、第十一截止阀K11、第十二截止阀K12和第十三截止阀K13的打开与关闭来控制清洗金属管样的串联或并联清洗。

所述电化学在线腐蚀测量装置包括相连接的腐蚀电极5和电化学腐蚀测量仪6，所述腐蚀电极5为被清洗金属管样焊接铜导线，采用双电极体系进行在线腐蚀测量。

所述电加热装置包括热电偶7、电加热带8和温控仪9，所述热电偶7安装于第十三截止阀K13前的管路上，所述电加热带8安装于第十三截止阀K13与清洗水箱1之间。

所述循环泵2能够耐酸碱腐蚀，额定流量为5t/h～20t/h，额定扬程为15m～30m。

所述管样夹持装置4采用法兰连接，夹持管径范围Ф30～Ф80mm。

所述的高温气冷堆核电机组二回路化学清洗的动态模拟试验装置的使用方法，首先，管样夹持装置4安装相应尺寸清洗金属管样，制作腐蚀电极5安装于电化学在线腐蚀测量装置，打开第二截止阀K2向清洗水箱1加入化学清洗试剂，打开第三截止阀K3、第四截止阀K4和第五截止阀K5，关闭其他截止阀，启动循环泵2，控制第六截止阀K6、第七截止阀K7、第八截止阀K8、第九截止阀K9、第十截止阀K10、第十一截止阀K11、第十二截止阀K12和第十三截止阀K13的打开与关闭来控制清洗金属管样的串联或并联清洗，调节第五截止阀K5、第六截止阀K6、第七截止阀K7、第八截止阀K8和第九截止阀K9的开度，控制对应电磁流量计3清洗流量至预定值，启动电加热装置，加热化学清洗试剂至预定温度，通过温控仪9控制化学清洗试剂温度稳定；启动电化学腐蚀测量仪6进行在线测量。

本实用新型提供的技术方案具有如下有益效果：

本实用新型提供了一种高温气冷堆核电机组二回路化学清洗的动态模拟试验装置，该装置有管样夹持装置，该管样夹持装置可安装不同管径、不同材质管样，通过管样夹持装置两侧截止阀控制清洗管样循环路径，通过电加热装置控制清洗液温度至设定值，通过电磁流量计和截止阀调节各管样清洗流速，用电化学在线腐蚀测量装置实时监测清洗管样在设定清洗流速下的腐蚀速率，由此可以获得清洗效果和材质腐蚀评价结果，通过本实用新型提供的上述技术方案，能够模拟不同管径换热管串联和并联清洗及清洗过程中腐蚀在线监测，更加准确的在接近实际工程条件下评价清洗效果和材质腐蚀情况。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的高温气冷堆核电机组二回路化学清洗的动态模拟试验装置示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指参考附图所指的上、下、左、右。

高温气冷堆核电机组二回路化学清洗需要要在保证清洗效果的同时严格控制腐蚀速率，高温气冷堆核电机组二回路涉及多种材质、多种管径，清洗过程中管内流速差异较大，且存在不同管样的串联和并联。

管样的清洗效果和腐蚀速率受清洗介质、清洗温度、清洗流速、缓蚀剂种类的影响，为了针对这些因素开展试验研究，从而指导现场实际操作，本实施例提供一种高温气冷堆核电机组二回路化学清洗的动态模拟试验装置及使用方法，参阅图1，模拟试验装置包括：清洗水箱1，用于储存化学清洗试剂；循环泵2，用于提供动态模拟试验装置的循环动力；电磁流量计3，用于测量所述高温气冷堆核电机组二回路金属管内清洗流速；管样夹持装置4，用于串联或并联清洗不同管径不同材质的高温气冷堆核电机组二回路金属管样；电化学在线腐蚀测量装置，用于化学清洗动态模拟试验中在线监测所述高温气冷堆核电机组二回路金属管样腐蚀速率；电加热装置，用于加热所述化学清洗试剂至清洗温度。

所述清洗水箱1上设置有排放化学清洗试剂的第一截止阀K1和向清洗水箱1中加入化学清洗试剂的第二截止阀K2；所述循环泵2入口设置第三截止阀K3，并与所述清洗水箱1出口采用不锈钢管连接，循环泵2出口设置用于控制循环泵自循环的第四截止阀K4，并与清洗水箱1入口采用不锈钢管连接；所述的电磁流量计3安装于循环泵2出口、多个管样夹持装置4入口和电化学在线腐蚀测量装置入口，并在循环泵2出口的电磁流量计3与清洗水箱1入口间设置第五截止阀K5，其它位置处的电磁流量计3前分别设置第六截止阀K6、第七截止阀K7、第八截止阀K8和第九截止阀K9，用于调节各清洗金属管样流量；所述多个管样夹持装置4设置在循环泵2出口的电磁流量计3与第五截止阀K5后的管路上，且并联设置；所述管样夹持装置4和电化学在线腐蚀测量装置出口分别设置截止阀第十截止阀K10、第十一截止阀K11、第十二截止阀K12和第十三截止阀K13，对不参与清洗金属管样进行隔离；通过控制第六截止阀K6、第七截止阀K7、第八截止阀K8、第九截止阀K9、第十截止阀K10、第十一截止阀K11、第十二截止阀K12和第十三截止阀K13的打开与关闭来控制清洗金属管样的串联或并联清洗。

作为本实用新型的优选实施方式，所述循环泵可耐酸碱腐蚀，额定流量为5t/h～20t/h，额定扬程为15m～30m。

作为本实用新型的优选实施方式，所述管样夹持装置4采用法兰连接，可夹持管径范围Ф30～Ф80mm。

为了能够更好地理解本实用新型实施例，下面结合图1所示的高温气冷堆核电机组二回路化学清洗的动态模拟试验装置的具体结构对本实施例提供的串联清洗工作原理和并联清洗工作原理进行具体说明。

参阅图1，管样串联清洗的工作原理为：管样夹持装置4安装相应尺寸清洗管样，制作腐蚀电极5安装于电化学在线腐蚀测量装置；打开第二截止阀K2向清洗水箱1加入清洗试剂，打开第三截止阀K3、第四截止阀K4和第五截止阀K5，关闭其他截止阀，启动循环泵2；然后，打开第六截止阀K6、第十截止阀K10、第七截止阀K7、第八截止阀K8、第十二截止阀K12和第十三截止阀K13，调节第五截止阀K5和第六截止阀K6的开度，控制电磁流量计清洗流量至预定值；随后，启动电加热装置，加热化学清洗试剂至预定温度，通过温控仪9控制化学清洗试剂温度稳定；启动电化学在线腐蚀测量装置进行在线测量；清洗结束后，停止电加热装置和电化学在线腐蚀测量装置，停止循环泵2，打开第一截止阀K1，排放化学清洗试剂。

继续参阅图1，管样并联清洗的工作原理为：管样夹持装置4安装相应尺寸清洗管样，制作腐蚀电极5安装于电化学在线腐蚀测量装置；打开第二截止阀K2向清洗水箱1加入清洗试剂，打开第三截止阀K3、第四截止阀K4和第五截止阀K5，关闭其他截止阀，启动循环泵2；然后，打开第六截止阀K6、第七截止阀K7、第八截止阀K8、第九截止阀K9、第十截止阀K10、第十一截止阀K11、第十二截止阀K12和第十三截止阀K13，调节第五截止阀K5、第六截止阀K6、第七截止阀K7、第八截止阀K8和第九截止阀K9的开度，控制相应的电磁流量计3清洗流量至预定值；随后，启动电加热装置，加热化学清洗试剂至预定温度，通过温控仪9控制化学清洗试剂温度稳定；启动电化学腐蚀测量仪6进行在线测量；清洗结束后，停止电加热装置和电化学在线腐蚀测量装置，停止循环泵2，打开第一截止阀K1，排放化学清洗试剂。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于此。在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型。包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本实用新型所公开的内容，均属于本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种高温气冷堆核电机组二回路化学清洗的动态模拟试验装置，其特征在于，所述二回路化学清洗的动态模拟试验装置包括：

清洗水箱(1)，用于储存化学清洗试剂；

循环泵(2)，用于提供化学清洗动态模拟试验装置的循环动力；

电磁流量计(3)，用于测量所述高温气冷堆核电机组二回路金属管内清洗流速；

管样夹持装置(4)，数量多个，用于模拟串联或并联清洗不同管径不同材质的高温气冷堆核电机组二回路清洗金属管样；

电化学在线腐蚀测量装置，用于化学清洗动态模拟试验中在线监测所述高温气冷堆核电机组二回路金属管样腐蚀速率；

电加热装置，用于加热所述化学清洗试剂至清洗温度；

所述清洗水箱(1)上设置有排放化学清洗试剂的第一截止阀(K1和向清洗水箱(1)中加入化学清洗试剂的第二截止阀(K2)；所述循环泵(2)入口设置第三截止阀(K3)，并与所述清洗水箱(1)出口采用不锈钢管连接，循环泵(2)出口设置用于控制循环泵自循环的第四截止阀(K4)，并与清洗水箱(1)入口采用不锈钢管连接；所述的电磁流量计(3)安装于循环泵(2)出口、多个管样夹持装置(4)入口和电化学在线腐蚀测量装置入口，并在循环泵(2)出口的电磁流量计(3)与清洗水箱(1)入口间设置第五截止阀(K5)，其它位置处的电磁流量计(3)前分别设置第六截止阀(K6)、第七截止阀(K7)、第八截止阀(K8)和第九截止阀(K9)，用于调节各清洗金属管样流量；所述多个管样夹持装置(4)设置在循环泵(2)出口的电磁流量计(3)与第五截止阀(K5)后的管路上，且并联设置；所述管样夹持装置(4)和电化学在线腐蚀测量装置出口分别设置截止阀第十截止阀(K10)、第十一截止阀(K11)、第十二截止阀(K12)和第十三截止阀(K13)，对不参与清洗金属管样进行隔离；通过控制第六截止阀(K6)、第七截止阀(K7)、第八截止阀(K8)、第九截止阀(K9)、第十截止阀(K10)、第十一截止阀(K11)、第十二截止阀(K12)和第十三截止阀(K13)的打开与关闭来控制清洗金属管样的串联或并联清洗。

2.根据权利要求1所述的高温气冷堆核电机组二回路化学清洗的动态模拟试验装置，其特征在于，所述电化学在线腐蚀测量装置包括相连接的腐蚀电极(5)和电化学腐蚀测量仪(6)，所述腐蚀电极(5)为被清洗金属管样焊接铜导线，采用双电极体系进行在线腐蚀测量。

3.根据权利要求1所述的高温气冷堆核电机组二回路化学清洗的动态模拟试验装置，其特征在于，所述电加热装置包括热电偶(7)、电加热带(8)和温控仪(9)，所述热电偶(7)安装于第十三截止阀(K13)前的管路上，所述电加热带(8)安装于第十三截止阀(K13)与清洗水箱(1)之间。

4.根据权利要求1所述的高温气冷堆核电机组二回路化学清洗的动态模拟试验装置，其特征在于，所述循环泵(2)能够耐酸碱腐蚀，额定流量为5t/h～20t/h，额定扬程为15m～30m。

5.根据权利要求1所述的高温气冷堆核电机组二回路化学清洗的动态模拟试验装置，其特征在于，所述管样夹持装置(4)采用法兰连接，夹持管径范围Ф30～Ф80mm。