CN215448418U - 一种柱塞式孔板性能测试试验系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于孔板性能实验装置技术领域，具体涉及一种柱塞式孔板性能测试试验系统，其包括开式回路，去离子水箱的出口连接柱塞泵的进口，柱塞泵的进、出口两端并联第一旁路，第一旁路外的柱塞泵的出口分为主路和支路两路：主路依次连接第一文丘里流量计、螺旋管式加热器、柱塞式孔板试验段、泄压水箱；支路连接第二文丘里流量计后，再并入第一文丘里流量计、螺旋管式加热器之间的主路上。本实用新型有益效果为，采用并联流量计的方式，具有流量测量范围宽泛、精度高，能满足核级和非核级孔板的测量需求；采用直流电源加热器，升温速率大幅度提高，大大提高试验效率；可以根据流量要求精确调整功率负荷，大幅度降低台架运行成本。
Description
技术领域
本实用新型属于孔板性能实验装置技术领域，具体涉及一种柱塞式孔板性能测试试验系统。
背景技术
当前AP及CAP系列三代核电中有三种参数的柱塞式孔板：核级SGS疏水孔板、非核级PORV疏水孔板与非核级MSSV疏水孔板。由于国内该类孔板的工程应用少，性能验证条件苛刻、成本高，国内该类孔板的制造发展被制约，目前全部依赖美国进口。调研进口孔板了解到其采购成本高、供货周期长且在压降精度、振动与噪音等方面不能完全满足国内需求。因此，实现该类孔板国产化，解决其关键设计、制造及试验技术瓶颈，打破受制于美国厂商的局面，是实现三代核电国产化过程中的关键任务之一。
重点关注孔板的压降精度、振动与噪音问题，实现自主设计，支撑核电该类孔板的应用需求，也是满足核电“走出去”战略。根据CAP1400柱塞式孔板性能和结构要求，采用CFD技术进行流动机理和阻力特性分析以及初步结构优化，将优化后的结构进行设计制造，然后开展性能试验。搭建孔板性能试验台架，开展初步优化后结构的冷态与热态试验。根据试验结果不断完善和改进孔板结构，为后续该类柱塞式孔板的国产化、标准化和产品化打下基础。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提出一种柱塞式孔板性能测试试验系统，其能揭示柱塞式孔板分别在冷态、高温、低压和高压状态下的流量-压降的关系特性，为应用于第三代核电CAP1400的柱塞式孔板国产化提供实验支撑。
为实现上述目的，设计一种柱塞式孔板性能测试试验系统，其特征在于，
包括开式回路，所述开式回路包括：采用若干管路连接的去离子水箱、柱塞泵、螺旋管式加热器、柱塞式孔板试验段、泄压水箱；
所述去离子水箱的出口连接柱塞泵的进口，柱塞泵的进、出口两端并联第一旁路，第一旁路外的柱塞泵的出口分为主路和支路两路：
所述主路依次连接第一文丘里流量计、螺旋管式加热器、柱塞式孔板试验段、泄压水箱；所述柱塞式孔板试验段的进口端和出口端的管路上分别依次连接第一测温装置、第一差压变送器；
所述支路连接第二文丘里流量计后，再并入第一文丘里流量计、螺旋管式加热器之间的主路上；所述第二文丘里流量计的进、出口端的管路上分别采用引压管连接第二差压变送器，第二文丘里流量计的进口侧的管路上还设有第二测温装置；
所述第一文丘里流量计的量程大于第二文丘里流量计；
所述螺旋管式加热器采用直流电源加热流经其内的去离子水。
进一步的，所述去离子水箱与柱塞泵之间的管道上设有第一阀门；第一旁路上设有电动调节阀；第二旁路进口侧的主路上设有第二阀门；第二旁路进、出口之间的第一文丘里流量计的两端分别设有第三阀门；螺旋管式加热器的出口侧的主路上设有第四阀门；第一差压变送器与泄压水箱之间的管路上设有第五阀门；所述支路的进口侧设有第六阀门。
进一步的，所述螺旋管式加热器采用DN50的304不锈钢管以半径为500mm绕20层。
进一步的，所述螺旋管式加热器的进、出口分别连接直流电源的正极、负极。
进一步的，通过加载直流电的方式加热螺旋管式加热器，功率达到6MW。
进一步的，所述第一测温装置、第二测温装置分别采用铠装K型热电偶。
进一步的，所述去离子水箱与柱塞泵之间采用不锈钢304管道连接。
进一步的，所述第四阀门采用另一电动调节阀。
进一步的，开式回路的压力范围为0.1-20MPa，螺旋管式加热器加热，使开式回路的最高运行温度可达350℃。
本实用新型有益效果为，采用并联流量计的方式，具有流量测量范围宽泛、精度高，能满足核级和非核级孔板的测量需求；采用直流电源加热器，升温速率大幅度提高，大大提高试验效率；可以根据流量要求精确调整功率负荷，大幅度降低台架运行成本；为我国研发具有自主知识产权的CAP1400柱塞式孔板解决性能测试难题，打破国外对此技术的垄断，实现该类柱塞式孔板国产化。
附图说明
图1为本实用新型的流程示意图。
具体实施方式
现结合附图对本实用新型作进一步地说明。
实施例1
参见图1，本实用新型一种柱塞式孔板性能测试试验系统，其特征在于，
包括开式回路，所述开式回路包括：采用若干管路连接的去离子水箱1、柱塞泵2、螺旋管式加热器3、柱塞式孔板试验段4、泄压水箱5；本例中螺旋管式加热器3采用DN50的304不锈钢管以半径为500mm绕20层；
所述去离子水箱1的出口依次连接第一阀门81、柱塞泵2，柱塞泵2的进、出口两端并联第一旁路，第一旁路上设有电动调节阀82，第一旁路外的柱塞泵2的出口采用三通管连接分为主路和支路两路：
所述主路依次连接第二阀门83、第一文丘里流量计6、螺旋管式加热器3、第四阀门86、进口侧的第一测温装置41、进口侧的第一差压变送器42、柱塞式孔板试验段4、出口侧的第一测温装置41、出口侧的第一差压变送器42、第五阀门87、泄压水箱5；
所述支路连接第二文丘里流量计7后，再并入第一文丘里流量计6、螺旋管式加热器3之间的主路上；所述第二文丘里流量计7的进、出口端的管路上分别采用引压管连接第二差压变送器72，第二文丘里流量计7的进口侧的管路上还设有第二测温装置71；所述支路的进口侧设有第六阀门88；
所述第一文丘里流量计6的量程大于第二文丘里流量计7；
所述螺旋管式加热器3采用直流电源加热流经其内的去离子水，即在螺旋管式加热器3的进、出口分别连接直流电源的正极、负极，通过加载直流电的方式加热螺旋管式加热器3，功率达到6MW。
进一步的，所述第一测温装置41、第二测温装置71分别采用铠装K型热电偶。
进一步的，所述去离子水箱1与柱塞泵2之间采用不锈钢304管道连接。
进一步的，所述第四阀门86采用另一电动调节阀。
实验开始前，打开去离子水箱1出口处的第一阀门81，第一旁路上的电动调节阀82，测量工况流量小于100kg/h，则打开第一文丘里流量计6进口侧和出口侧的第三阀门84；如果测量工况流量大于100kg/h，则打开第二文丘里流量计7进口侧阀门88，打开柱塞式孔板试验段4进口处的第四阀门86和出口处的第五阀门87；之后，再根据不同的试验分别进行如下操作：
如果进行流量小于100kg/h的冷态试验，则开启柱塞泵2，缓慢调节电动调节阀82的开度，使开式回路整体升压，通过主路上的第一文丘里流量计6测量主路上的流量，同时记录第一差压变送器42的数据；不断调节电动调节阀82的开度，形成一条开式回路的升压曲线，同时记录下第一文丘里流量计6的流量曲线和第一差压变送器42的压降曲线，最终形成柱塞式孔板的流量-压降性能曲线；
如果进行流量大于100kg/h的冷态试验，则再开启柱塞泵2，缓慢调节电动调节阀82的开度，使开式回路整体升压，通过支路上的第二文丘里流量计7测量主路上的流量，同时记录第二差压变送器72的数据；不断调节电动调节阀82的开度，形成一条开式回路的升压曲线，同时记录下第一文丘里流量计6的流量曲线和第二差压变送器72的压降曲线，最终形成柱塞式孔板的流量-压降性能曲线；
如果进行流量小于100kg/h的热态试验，则开启柱塞泵2，缓慢调节电动调节阀82的开度，使开式回路整体升压，打开直流电源，调整螺旋管式加热器3的加热功率，监测整螺旋管式加热器3出口处第一测温装置41所测的温度和柱塞式孔板试验段4进口处的压力，当满足试验工况后，记录主路的第一文丘里流量计6测得的主路流量，同时读取第一差压变送器42的差压值，不断调节电动调节阀82的开度，形成一条开式回路的升压曲线，同时记录下第一文丘里流量计6的流量曲线和第一差压变送器42的差压曲线，最终形成孔板的流量-压降性能曲线；
如果进行流量大于100kg/h的热态试验，则开启柱塞泵2，缓慢调节电动调节阀82的开度，使开式回路整体升压，打开直流电源，调整螺旋管式加热器3的加热功率，监测整螺旋管式加热器3出口处第一测温装置41所测的温度和柱塞式孔板试验段4进口处的压力，当满足试验工况后，记录支路的第二文丘里流量计7测得的主路流量，同时读取第二差压变送器72的差压值，不断调节电动调节阀82的开度，形成一条开式回路的升压曲线，同时记录下第二文丘里流量计7的流量曲线和第二差压变送器72的差压曲线，最终形成孔板的流量-压降性能曲线。
柱塞式孔板性能试验系统可以进行利用柱塞泵2升压，开式回路压力范围为0.1-20MPa，利用螺旋管式加热器3加热，使开式回路的最高运行温度可达350℃。
Claims (9)
1.一种柱塞式孔板性能测试试验系统，其特征在于，
包括开式回路，所述开式回路包括：采用若干管路连接的去离子水箱(1)、柱塞泵(2)、螺旋管式加热器(3)、柱塞式孔板试验段(4)、泄压水箱(5)；
所述去离子水箱(1)的出口连接柱塞泵(2)的进口，柱塞泵(2)的进、出口两端并联第一旁路，第一旁路外的柱塞泵(2)的出口分为主路和支路两路：
所述主路依次连接第一文丘里流量计(6)、螺旋管式加热器(3)、柱塞式孔板试验段(4)、泄压水箱(5)；所述柱塞式孔板试验段(4)的进口端和出口端的管路上分别依次连接第一测温装置(41)、第一差压变送器(42)；
所述支路连接第二文丘里流量计(7)后，再并入第一文丘里流量计(6)、螺旋管式加热器(3)之间的主路上；所述第二文丘里流量计(7)的进、出口端的管路上分别采用引压管连接第二差压变送器(72)，第二文丘里流量计(7)的进口侧的管路上还设有第二测温装置(71)；
所述第一文丘里流量计(6)的量程大于第二文丘里流量计(7)；
所述螺旋管式加热器(3)采用直流电源加热流经其内的去离子水。
2.如权利要求1所述的一种柱塞式孔板性能测试试验系统，其特征在于，所述去离子水箱(1)与柱塞泵(2)之间的管道上设有第一阀门(81)；第一旁路上设有电动调节阀(82)；第二旁路进口侧的主路上设有第二阀门(83)；第二旁路进、出口之间的第一文丘里流量计(6)的两端分别设有第三阀门(84)；螺旋管式加热器(3)的出口侧的主路上设有第四阀门(86)；第一差压变送器(42)与泄压水箱(5)之间的管路上设有第五阀门(87)；所述支路的进口侧设有第六阀门(88)。
3.如权利要求1所述的一种柱塞式孔板性能测试试验系统，其特征在于，所述螺旋管式加热器(3)采用DN50的304不锈钢管以半径为500mm绕20层。
4.如权利要求1所述的一种柱塞式孔板性能测试试验系统，其特征在于，所述螺旋管式加热器(3)的进、出口分别连接直流电源的正极、负极。
5.如权利要求1所述的一种柱塞式孔板性能测试试验系统，其特征在于，通过加载直流电的方式加热螺旋管式加热器(3)，功率达到6MW。
6.如权利要求1所述的一种柱塞式孔板性能测试试验系统，其特征在于，所述第一测温装置(41)、第二测温装置(71)分别采用铠装K型热电偶。
7.如权利要求1所述的一种柱塞式孔板性能测试试验系统，其特征在于，所述去离子水箱(1)与柱塞泵(2)之间采用不锈钢304管道连接。
8.如权利要求2所述的一种柱塞式孔板性能测试试验系统，其特征在于，所述第四阀门(86)采用另一电动调节阀。
9.如权利要求2所述的一种柱塞式孔板性能测试试验系统，其特征在于，所述开式回路的压力范围为0.1-20MPa，螺旋管式加热器(3)加热，使开式回路的最高运行温度可达350℃。
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