CN212007778U - 核电主泵的主螺栓主螺母静压水压试验装置及系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种核电主泵的主螺栓主螺母静压水压试验装置及系统，包括：试验泵壳，其侧壁具有连通壳体内外的第一注水口、第二注水口及第一排气口；水压试验堵板，盖合在所述试验泵壳的上端敞口处，所述水压试验堵板和所述试验泵壳之间设置有密封圈，以使所述试验泵壳内部形成一个密封腔体；工具主法兰，位于水压试验堵板的上部，通过主螺栓和主螺母连接于所述试验泵壳；所述第一注水口位于试验泵壳的下部，所述第二注水口和第一排气口位于试验泵壳的上部。该核电主泵水压试验装置能满足核电主泵主螺栓主螺母单独法定水压试验要求，并充分考虑安全可靠性能，以进行核主泵主螺栓主螺母水压试验，验证其机械承压性能满足试验大纲技术要求。

Description

核电主泵的主螺栓主螺母静压水压试验装置及系统

技术领域

本实用新型涉及核电主泵的测试装置，特别涉及一种核电主泵的主螺栓主螺母静压水压试验装置及系统。

背景技术

核电主泵是核岛主回路的关键组成部件之一，业内俗称核岛心脏，其作用是驱动反应堆内部的介质循环，将燃料产生的热量传递给二次侧，核电主泵的安全运行，关系着核岛主回路冷却剂循环热量的输送。

目前，世界上核电主泵的主要制造商有：美国的EMD 、法国热蒙AREVA、日本三菱MHI、德国KSB、奥地利ANDRITZ和俄罗斯圣彼德堡机器制造中央设计局等。国内可实现国产的主要有申请人所在公司、沈鼓及哈电。

核电主泵制造完毕后，为确保其安全性能，需要对其进行水压试验，检验主泵水力单元承压边界部件的承压性能。申请人所在公司已完成第三代核电主泵的自主设计研发并已进入生产制造阶段，为验证其出厂性能，已建造了满足该核电主泵水力承压单元承压部件的水压试验装置，但因主泵水力单元各承压部件生产进度匹配和备件生产试验因素考虑，为满足主螺栓和主螺母单独水压试验要求，亟需一套单独的主螺栓和主螺母水压试验装置，本申请案由此而来。

实用新型内容

基于上述所述，本申请的主要目的是开发一种核电主泵的主螺栓主螺母静压水压试验装置，次要目的是开发一种核电主泵的主螺栓主螺母静压水压试验系统，进而满足核泵主泵的主螺栓主螺母法定水压试验承压性能检验的要求。

本申请给出的核电主泵的主螺栓主螺母静压水压试验装置，包括：

试验泵壳，为上端敞口的空心壳体结构，其侧壁具有连通壳体内外的第一注水口、第二注水口及第一排气口；

水压试验堵板，盖合在所述试验泵壳的上端敞口处，所述水压试验堵板和所述试验泵壳之间设置有密封圈，以使所述试验泵壳内部形成一个密封腔体；

工具主法兰，位于水压试验堵板的上部，通过主螺栓和主螺母连接于所述试验泵壳；

其中，

所述第一注水口位于试验泵壳的下部，所述第二注水口和第一排气口位于试验泵壳的上部；

所述第一排气口中设置有针型排气阀。

该核电主泵水压试验装置设计，能满足核电主泵主螺栓主螺母单独法定水压试验要求，并充分考虑安全可靠性能，以进行核主泵主螺栓主螺母水压试验，验证其机械承压性能满足试验大纲技术要求。

在本申请给出的核电主泵的主螺栓主螺母静压水压试验装置中，所述水压试验堵板具有第二排气口，所述第二排气口中旋接有可拆卸的螺塞。

在本申请给出的核电主泵的主螺栓主螺母静压水压试验装置中，所述试验泵壳的底部具有一个连通该试验泵壳内外的孔部，所述孔部中设有密封组件，以使该试验泵壳在水压试验过程中形成一个密封腔体。

在本申请给出的核电主泵的主螺栓主螺母静压水压试验装置中，所述密封组件包括：

一个插接在所述孔部中试验轴，所述试验轴具有一个大于该试验轴外径的上端部；

一个螺栓连接在孔部出口处的下密封法兰；及

一个下法兰固定板；

所述试验轴的上端部通过密封圈卡接在所述孔部的上端处，其本体朝着孔部的出口处延伸；所述试验轴的下端部与压紧在下密封法兰上的下法兰固定板相连接。

在本申请给出的核电主泵的主螺栓主螺母静压水压试验装置中，该水压试验装置还包括一用于支撑并固定所述试验泵壳的支架；所述支架具有上支架和下支架，所述上支架和下支架经连接件可拆卸地连接在一起。

在本申请给出的核电主泵的主螺栓主螺母静压水压试验装置中，出于安全性考虑，该试验装置在对应于所述针型排气阀和所述螺塞的还外侧还设置有安全保护罩工装。

基于同样的发明构思，本申请还给出了核电主泵的主螺栓主螺母静压水压试验系统，该系统主要由前述所述的水压试验装置及其它附属的装置组成。具体包括：

核电主泵的主螺栓主螺母静压水压试验装置；

水压加压装置，包括蓄水箱及将所述蓄水箱中蓄水泵入到所述试验泵壳的柱塞泵及连接管路；

电视摄像监控装置，用于监控该水压试验装置；

数据测控装置，用于在试验状态下对所述试验泵壳内的水压和温度监测。

在本申请给出的核电主泵的主螺栓主螺母静压水压试验系统中，所述连接管路上设置有过滤器，所述过滤器的精度小于等于5μm。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型经主螺栓主螺母将试验泵壳、水压试验堵板、工具主法兰连接形成水压试验装置，该水压试验装置拆装方便，满足了法定条件下核电主泵主螺栓主螺母单独法定水压试验要求，可有效验证并检测核电主泵主螺栓主螺母水压试验时的机械抗拉伸性能。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型中所述的核电主泵的主螺栓主螺母静压水压试验装置结构示意图；

图2是图1中的A部放大图；

图3是本实用新型中所述的核电主泵的主螺栓主螺母静压水压试验系统示意图。

具体实施方式

在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接或其它连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。

参加图1，本申请实施例公开了一种核电主泵的主螺栓主螺母静压水压试验装置，用于测试该核电主泵的主螺栓8和主螺母9的机械抗拉强度。该试验装置包括：

试验泵壳1，试验泵壳1为上端敞口的空心壳体结构，类似于喇叭状，其侧壁具有连通壳体内外的第一注水口10、第二注水口11及第一排气口12；

水压试验堵板2，可拆卸地盖合在所述试验泵壳1的上端敞口处，所述水压试验堵板2和所述试验泵壳1之间设置有密封圈，以使所述试验泵壳1内部形成一个密封腔体；

工具主法兰3，位于水压试验堵板2的上部，通过主螺栓8和主螺母9连接于所述试验泵壳1；

其中，

所述第一注水口10位于试验泵壳1的下部，所述第二注水口11和第一排气口12位于试验泵壳1的上部；所述第一排气口12中设置有针型排气阀5。

参见图2，在其中的一个实施例中，所述水压试验堵板2具有第二排气口20，所述第二排气口20中旋接有可拆卸的螺塞4。该实施例中，第二排气口20做排气孔备用，以增加试验可靠性。

本水压试验装置根据核电主泵主螺栓8及主螺母9单独水压试验工艺特点，试验准备时，试验泵壳1从泵壳底部的第一注水口10快速注水后截止进口阀，试验泵壳1从该泵壳上部的第一排气口12排气；试验开始后，从试验泵壳1的上部的第二注水口11注水并升压至工作压力。试验保压结束后降压至大气压。

试验过程中，根据水压的压力及保压的时间，测定主螺栓8及主螺母9的机械抗拉强度，该机械抗拉强度值通过单独的数据采集系统采集。

在其中的一个实施例中，所述试验泵壳1的底部具有一个连通该试验泵壳1内外的孔部15，所述孔部15中设有密封组件6，以使该试验泵壳1在水压试验过程中形成一个密封腔体。

所述密封组件6包括：

一个插接在所述孔部15中试验轴60，所述试验轴60具有一个大于该试验轴60外径的上端部60a，以便卡接在孔部15的上端处；

一个螺栓连接在孔部15出口处的下密封法兰61；及

一个下法兰固定板62；

所述试验轴60的上端部60a通过密封圈卡接在所述孔部15的上端处，其本体朝着孔部15的出口处延伸；所述试验轴的下端部60b与压紧在下密封法兰61上的下法兰固定板62相连接。

该实施例中，在所述试验泵壳1的底部开设孔部15目的是为了实现该试验泵壳1的通用性，譬如该试验泵壳1可应用于核泵其它水力单元的测试，测试时，该水力单元的泵轴可插入到孔部15中，从而实现“一壳多用”的目的。当然，应当理解的是，本试验测试时，需将密封组件6设置在所述的孔部15中，以满足水压试验条件。

在其中的一个实施例中，该水压试验装置还包括一用于支撑并固定所述试验泵壳的支架7；所述支架7具有上支架70和下支架71，所述上支架和下支架经连接件可拆卸地连接在一起。

在其中一个实施例中，出于安全考虑，上述试验装置整体安装在地面以下2.5米的地坑30内、地面1.5米围墙（图中未示出）隔离专用区域内，创造一个设备和人员相对安全的水压试验环境。此外，该试验装置在对应于所述针型排气阀5和所述螺塞4还外侧还设置有安全保护罩工装。

在上述实施例中，为了测得主螺栓8、主螺母9在不同温度、不同压力的下的机械抗拉强度，现场还设计有加热装置，加热装置用于对主螺栓8及工具主法兰3加热，加热装置包含一套LD-6型直流可调配电气控制柜及一套加热工装，所述LD-6型直流可调配电气控制柜的参数为：功率4.2KW/组，工作电压DC 0-150V，工作电流≤28A ，温度控制范围0-100℃。

具体地，加热工装包括主螺栓加热器和工具主法兰加热器。

装配阶段主螺栓8拉伸，主螺母9旋紧工艺采用加热方式，加热工装采用1套6根主螺栓加热器对主螺栓等间隔交替加热拉伸主螺母旋紧；

设计安装在工具主法兰3外圆的1套6组工具主法兰加热器用于冬季环境温度较低时，可将工具主法兰3温度加热和保温到试验大纲要求温度10℃以上。

基于同样的发明构思，本申请其它的实施例中，还给出了一种核电主泵的主螺栓主螺母静压水压试验系统，参见图3,示意图。该系统主要由前述所述的水压试验装置及其它附属的装置组成。具体包括：

如前述实施例中所述的核电主泵的主螺栓主螺母静压水压试验装置300；

水压加压装置200，包括蓄水箱100及将所述蓄水箱100中蓄水泵入到所述试验泵壳1的柱塞泵及连接管路；

电视摄像监控装置（图中未示出），用于监控该水压试验装置；

数据测控装置400，用于在试验状态下对所述试验泵壳1内的水压和温度监测。

在该实施例中，可选地，所述连接管路上设置有过滤器，所述过滤器的精度小于等于5μm。

具体地，本实施例中，

电视摄像监控装置用于监视核电主泵部件水压试验装置实时安全情况；根据带有数字信号控制的摄像头可从试验装置上部监控水压试验装置整体安全运行情况，试验期间试验人员和QC记录人员不进入或尽量少进入水压试验区域，最大限度保证参试人员安全。

数据测控装置采用DCS现场总线+上位机的方式，自动采集试验数据，具有适时分析功能，提高了该试验水压系统的稳定性、可靠性和自动控制程度。

由上述可知，本实用新型满足了法定条件下核电主泵主螺栓主螺母单独法定水压试验要求，可有效验证并检测核电主泵主螺栓主螺母水压试验时不同温度、不同压力下的的机械抗拉伸性能。

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，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 (8)

1.核电主泵的主螺栓主螺母静压水压试验装置，其特征在于，包括：

试验泵壳（1），为上端敞口的空心壳体结构，其侧壁具有连通壳体内外的第一注水口（10）、第二注水口（11）及第一排气口（12）；

水压试验堵板（2），盖合在所述试验泵壳（1）的上端敞口处，所述水压试验堵板（2）和所述试验泵壳（1）之间设置有密封圈，以使所述试验泵壳（1）内部形成一个密封腔体；

工具主法兰（3），位于水压试验堵板（2）的上部，通过主螺栓和主螺母连接于所述试验泵壳（1）；

其中，

所述第一注水口（10）位于试验泵壳（1）的下部，所述第二注水口（11）和第一排气口（12）位于试验泵壳（1）的上部；

所述第一排气口（12）中设置有针型排气阀（5）。

2.根据权利要求1所述的核电主泵的主螺栓主螺母静压水压试验装置，其特征在于：所述水压试验堵板（2）具有第二排气口（20），所述第二排气口（20）中旋接有可拆卸的螺塞（4）。

3.根据权利要求1或2所述的核电主泵的主螺栓主螺母静压水压试验装置，其特征在于，所述试验泵壳（1）的底部具有一个连通该试验泵壳（1）内外的孔部（15），所述孔部（15）中设有密封组件（6），以使该试验泵壳（1）在水压试验过程中形成一个密封腔体。

4.根据根据权利要求3所述的核电主泵的主螺栓主螺母静压水压试验装置，其特征在于，所述密封组件（6）包括：

一个插接在所述孔部（15）中试验轴（60），所述试验轴（60）具有一个大于该试验轴（60）外径的上端部（60a）；

一个螺栓连接在孔部（15）出口处的下密封法兰（61）；及

一个下法兰固定板（62）；

所述试验轴的上端部（60a）通过密封圈卡接在所述孔部（15）的上端处，其本体朝着孔部（15）的出口处延伸；所述试验轴的下端部（60b）与压紧在下密封法兰（61）上的下法兰固定板（62）相连接。

5.根据权利要求1所述的核电主泵的主螺栓主螺母静压水压试验装置，其特征在于：该水压试验装置还包括一用于支撑并固定所述试验泵壳的支架（7）；所述支架（7）具有上支架（70）和下支架（71），所述上支架和下支架经连接件可拆卸地连接在一起。

6.根据权利要求2所述的核电主泵的主螺栓主螺母静压水压试验装置，其特征在于：该试验装置在对应于所述针型排气阀（5）和所述螺塞（4）的还外侧还设置有安全保护罩工装。

7.核电主泵的主螺栓主螺母静压水压试验系统，其特征在于，包括：

如权利要求1所述的核电主泵的主螺栓主螺母静压水压试验装置（300）；

水压加压装置（200），包括蓄水箱（100）及将所述蓄水箱（100）中蓄水泵入到所述试验泵壳（1）的柱塞泵及连接管路；

电视摄像监控装置，用于监控该水压试验装置；

数据测控装置（400），用于在试验状态下对所述试验泵壳（1）内的水压和温度监测。

8.根据权利要求7所述的核电主泵的主螺栓主螺母静压水压试验系统，其特征在于，所述连接管路上设置有过滤器，所述过滤器的精度小于等于5μm。

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