CN211318272U - 一种冰塞试验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于压水堆核电站领域，具体涉及一种冰塞试验装置。冰塞技术由于其特殊性，存在安全操作风险，国内外也出现过冰塞失效的经验反馈。泵前隔离阀和旁路调节阀通过管路和水箱相连；管道泵两端通过管路分别连接泵前隔离阀和泵后隔离阀，泵后隔离阀另一端通过管路分别和旁路调节阀、调节阀相连；试验管件上开有试验件放气阀和试验件放水阀，试验管件两端通过管路分别和试验件前打压阀、试验打压阀相连。本实用新型中描述的一种冰塞试验装置，可以测试出冰塞形成技术参数，安全可靠、使用方便、避免厂房及环境受到污染，确保操作人员安全，提供了冰塞技术操作应急预案。
Description
技术领域
本实用新型属于压水堆核电站领域，具体涉及一种冰塞试验装置。
背景技术
在核电站，设备出现故障需要维修或更换，必须对系统进行隔离，如果该系统的相关部分无法隔离，或隔离设备不可用，或隔离设备需要维修等，造成系统不能隔离。同时，由于安全和经济的原因，介质疏排难度大或难以满足运行要求，这种情况下，有两种应对方案：一是停机维修；二是应用一种在线的检修隔离手段，安全有效的对缺陷设备进行隔离后维修。目前，先进的技术手段比较多，而应用冰塞进行系统隔离是其中常用一种可行的方法。
但是，冰塞技术由于其特殊性，存在安全操作风险，国内外也出现过冰塞失效的经验反馈。如果不对冰塞形成过程进行专项试验，很难掌握技术的内在规律，无法对冰塞形成进行合理、及时、可靠的判断，无法对冰塞制作后对金属管道的影响程度做出评估，任何方面的风险都会对操作人员带来危害，对企业带来不良的社会影响。
根据冰塞形成原理，需要建立一种冰塞试验装置，将不同材质、不同规格、不同焊接位置、不同焊缝形式的管道进行针对性地试验。通过试验研究，获得冰塞制作技术参数，来避免冰塞制作的风险发生。
发明内容
1.目的：
本实用新型的目的在于研制和开发一种冰塞试验装置，用于采集冰塞形成技术参数，以减少冰塞操作对人员和系统的影响。试验装置以检验冰塞形成过程或冰塞形成后对试验组件的影响，达到冰塞风险的正确评估。在试验管组件上制作冰塞，得出冰塞形成后对金属管道、焊缝材质的影响程度是否改变了金属管道材质金相组织。形成标准化技术参数和各类指标，用技术理论来指导冰塞制作。通过大量的试验，对不同介质、温度、压力的系统管道分别进行试验，得出相关口径金属管道的冰塞制作相关参数(冷冻罩的设计、冷冻液的用量、冰塞形成的时间)完成不同口径冷冻罩的设计制作，开发冰塞制作程序指导现场工作，规避冰塞风险，形成风险应对预案。
2.技术方案：
本实用新型冰塞试验装置主要由水箱、管道泵、调节阀、旁路调节阀、试验管件及管路附件等组成一个试验系统回路。
一种冰塞试验装置，其中，泵前隔离阀和旁路调节阀通过管路和水箱相连；管道泵两端通过管路分别连接泵前隔离阀和泵后隔离阀，泵后隔离阀另一端通过管路分别和旁路调节阀、调节阀相连；试验管件上开有试验件放气阀和试验件放水阀，试验管件两端通过管路分别和试验件前打压阀、试验打压阀相连。
所述的调节阀通过管路连接试验件前截止阀，截止阀另一端通过管路连接试验件前打压阀。
所述的试验打压阀另一端和试验件后截止阀连接，试验件后截止阀另一端和水箱连接。
所述的水箱箱体采用ζ＝3mm不锈钢板，水箱容积V≥试验管路容积Q1+试验件容积Q2。
所述的试验管路的主管路选用了
不锈钢管。
所述的试验管件DN50a，其中a＝1,2,3,4,5,6,7；试验管件长度为1500mm，材质为碳钢和不锈钢。
所述的管道泵扬程12.5m，流量4.5m3/h。
3.效果：
本实用新型中描述的一种冰塞试验装置，可以测试出冰塞形成技术参数，安全可靠、使用方便、避免厂房及环境受到污染，确保操作人员安全，提供了冰塞技术操作应急预案。
附图说明
图1：冰塞试验装置总图
图中：1.水箱、2.泵前隔离阀、3.管道泵、4.泵后隔离阀、5.调节阀、6. 试验件放气阀、7.旁路调节阀、8.试验件后截止阀、9.试验打压阀、10.试验管件、11.试验件放水阀、12.试验件前打压阀、13.试验件前截止阀。
具体实施方式
下面结合图1和实施情况对本实用新型进行进一步描述：
本实用新型所述为一种冰塞试验装置，用于测试冰塞形成的技术参数和试验承压能力，获取冰塞操作技术参数，应用到现场冰塞制作实际工作上，提高安全可靠性。
技术方案有两种模式，一是静态模式，二是动态模式。
静态模式：水箱内的介质由于大气压力自然由水箱流向试验件，经试验件上的放气阀放气后，充满试验回路，此时可进行介质静态下的冰塞试验。冰塞形成后，关闭试验件前、后隔离阀，通过试验件前、后打压阀打压来检验冰塞形成情况。
动态模式：水箱内的介质经管道泵加压后，通过调节阀调节流量后流经试验件，然后流回水箱，进行下一循环。实验件的流量可通过调节阀和旁路调节阀来调节，流量调节范围为0～4.5m3/h。此时可进行介质动态下的冰塞试验。冰塞形成后，关闭管道泵，关闭试验件前、后隔离阀，通过试验件前、后打压阀打压来检验冰塞形成情况。
所述冰塞试验装置主要组成如下：
1.水箱
考虑到水源清洁且压力不大，因此水箱箱体采用ζ＝3mm不锈钢板，经剪裁后焊接制成。水箱容积V≥试验管路容积Q1+试验件容积Q2
按设计，Q1≈πR2 L＝3.14×(0.016)2×12＝0.01m3冰塞试验主要在DN350mm 以下的管道进行试验，试验件长约1500mm，因此水箱容积应当按照试验管件的最大尺寸即DN＝350mm，L＝1500mm来进行设计。因此
Q2≈πR2 L＝3.14×(0.35)2×1.5＝0.58m3
因此V≥Q1+Q2＝0.01+0.58＝0.59m3按设计，冰塞试验回路需要模拟介质在常温条件下进行试验，因此还将会在水箱中加装电热元件，保持水温。
综合以上原因，并考虑安装现场的位置情况，最终设计水箱规格为：容积V＝1m×1m×0.7m＝0.7m3
材质为ζ＝3mm不锈钢板
2.管道泵
由于冰塞在介质动态高流速的情况下，效果不好，经济性差，因此试验主要集中在介质静态和动态低流速的情况下进行，因此我们选择了流量不大，扬程适中的管道泵，规格如下：
型号ISG32-100 220V，扬程12.5m，流量4.5m3/h
3.试验管路
如图1所示，由于冰塞试验主要集中在介质静态和动态低流速的情况下进行，对流量要求不高，从经济与实用性上来考虑，试验回路的主管路选用了
不锈钢管。
4.试验管件
试验管件是根据冰塞试验要求，同时考虑试验件最大可能产生的冰柱长度，即DN350mm的管道内可能产生的最大长度，约为直径的三到六倍，同时结合现场安装尺寸，而设计的L＝1500mm的不同管径的碳钢和不锈钢管道。
具体操作方法如下：
1)冰塞试验装置，如图1，安装在检修车间，要求通风、照明充分，温湿度可测定的环境。
2)检查试验回路及附件完整，确认密封性满足。
3)冲洗水箱。试验前检查水箱内无异物，使用软管接生活水对水箱进行冲洗。
4)冲洗管道。使用软管接生活水管对水箱进行充水，充水高度根据管道试验管道的直径决定。同时打开回路相关阀门(件2、4、5、7、8、13)，待充水完成后，启动管道泵冲洗管道及试验件，冲洗完成后，关闭管道泵前截止阀 (件2)将管道冲洗干净。
5)充水。使用软管接生活水管对水箱进行充水，同时打开回路相关阀门 (件2、4、5、7、8、13)，充水高度根据具体情况决定。
6)排气。启动管道泵，稍微打开试验件放气阀(件6)进行放气，待放气完成后，关闭试验件放气阀(件6)。
7)调节流量。通过调节调节阀(件5)与旁路调节调节阀(件7)，直到试验管件内流量达到目标流量。
8)冰塞试验。通过外装冷冻夹套的方式，向夹套内充入液氮，对试验管件内液体进行冷冻，形成冰塞，记录环境温度、湿度，记录冷冻时间，液氮用量等参数。
9)打压试验。待冰塞形成后，关闭管道泵，关闭试验件前、后隔离阀，通过试验件前、后打压阀打压来检验冰塞形成情况。
10)排水。试验完成后，关闭试验件前后截止阀(件8、13)，打开试验放水阀(件11)排空管路内存水，测量冰塞长度、观测外观形状。
Claims (7)
1.一种冰塞试验装置，包括：水箱(1)，试验管路，其特征在于：泵前隔离阀(2)和旁路调节阀(7)通过管路和水箱(1)相连；管道泵(3)两端通过管路分别连接泵前隔离阀(2)和泵后隔离阀(4)，泵后隔离阀(4)另一端通过管路分别和旁路调节阀(7)、调节阀(5)相连；试验管件(10)上开有试验件放气阀(6)和试验件放水阀(11)，试验管件(10)两端通过管路分别和试验件前打压阀(12)、试验打压阀(9)相连。
2.如权利要求1所述的一种冰塞试验装置，其特征在于：所述的调节阀(5)通过管路连接试验件前截止阀(13)，截止阀(13)另一端通过管路连接试验件前打压阀(12)。
3.如权利要求1所述的一种冰塞试验装置，其特征在于：所述的试验打压阀(9)另一端和试验件后截止阀(8)连接，试验件后截止阀(8)另一端和水箱(1)连接。
4.如权利要求1所述的一种冰塞试验装置，其特征在于：所述的水箱(1)箱体采用ζ＝3mm不锈钢板，水箱容积V≥试验管路容积Q1+试验件容积Q2。
5.如权利要求1所述的一种冰塞试验装置，其特征在于：所述的试验管路的主管路选用了
不锈钢管。
6.如权利要求1所述的一种冰塞试验装置，其特征在于：所述的试验管件(10)DN50a，其中a＝1,2,3,4,5,6,7；试验管件长度为1500mm，材质为碳钢和不锈钢。
7.如权利要求1所述的一种冰塞试验装置，其特征在于：所述的管道泵(3)扬程12.5m，流量4.5m3/h。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201921781287.0U CN211318272U (zh) | 2019-10-22 | 2019-10-22 | 一种冰塞试验装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN211318272U true CN211318272U (zh) | 2020-08-21 |
Family
ID=72056999
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| CN201921781287.0U Active CN211318272U (zh) | 2019-10-22 | 2019-10-22 | 一种冰塞试验装置 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN211318272U (zh) |
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2019
- 2019-10-22 CN CN201921781287.0U patent/CN211318272U/zh active Active
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