一种用于核级蒸汽发生器堵管工艺验证的热冲击试验装置

摘要

本发明提供了一种用于核级蒸汽发生器堵管工艺验证的热冲击试验装置，包括加热炉、水喷雾枪、夹持移动装置、中空连接套管、进水管和进气管，所述进水管和所述进气管连接至所述水喷雾枪，所述水喷雾枪穿设于所述中空连接套管内部，所述中空连接套管安装于所述夹持移动装置的顶部，所述中空连接套管的夹持端伸入所述加热炉。本发明提供的用于核级蒸汽发生器堵管工艺验证的热冲击试验装置能够模拟在多种极限工况下采用某种堵管工艺时堵头的可靠性、稳定性及安全性。

权利要求

1.一种用于核级蒸汽发生器堵管工艺验证的热冲击试验装置，其特征在于，包括加热炉(9)、水喷雾枪(14)、夹持移动装置(15)、中空连接套管(16)、进水管(17)和进气管(18)，所述进水管(17)和所述进气管(18)连接至所述水喷雾枪(14)，所述水喷雾枪(14)穿设于所述中空连接套管(16)内部，所述中空连接套管(16)安装于所述夹持移动装置(15)的顶部，所述中空连接套管(16)的夹持端伸入所述加热炉(9)，所述进气管(18)上设有板式换热器(6)，所述板式换热器(6)外接冷水机(7)，所述板式换热器(6)和所述冷水机(7)对进气气源进行冷却，加强对样件堵头的降温效果，所述板式换热器(6)的出口端的管路上设有储气罐(8)。

2.根据权利要求1所述的用于核级蒸汽发生器堵管工艺验证的热冲击试验装置，其特征在于，所述进水管(17)上设有电磁水阀(12)和水流调节阀(13)。

3.根据权利要求2所述的用于核级蒸汽发生器堵管工艺验证的热冲击试验装置，其特征在于，所述进水管(17)的进水端设有供水球阀(1)。

4.根据权利要求3所述的用于核级蒸汽发生器堵管工艺验证的热冲击试验装置，其特征在于，所述供水球阀(1)与所述电磁水阀(12)之间设有第一过滤器(3)。

5.根据权利要求1所述的用于核级蒸汽发生器堵管工艺验证的热冲击试验装置，其特征在于，所述板式换热器(6)的进口端的管路上设有调压阀(5)。

6.根据权利要求1所述的用于核级蒸汽发生器堵管工艺验证的热冲击试验装置，其特征在于，所述进气管(18)上设有比例电磁流量阀(11)。

7.根据权利要求1所述的用于核级蒸汽发生器堵管工艺验证的热冲击试验装置，其特征在于，所述进气管(18)的进气端依次设有供气球阀(2)和第二过滤器(4)。

8.根据权利要求1所述的用于核级蒸汽发生器堵管工艺验证的热冲击试验装置，其特征在于，所述中空连接套管(16)上设有温度传感器(10)。

说明书

一种用于核级蒸汽发生器堵管工艺验证的热冲击试验装置

技术领域

[0001] 本发明涉及核电站蒸汽发生器维修技术领域，尤其涉及一种用于核级蒸汽发生器堵管工艺验证的热冲击试验装置。

背景技术

[0002] 蒸汽发生器是核电站蒸汽动力转换系统的核心设备，将一次侧堆芯产生的热量通过传热管传至二次侧，将二回路的水汽分离干燥后，传至汽轮机发电，其一次侧是RSC系统压力边界的一部分。传热管是一回路压力边界的重要组成部分，是防止放射性裂变产物外泄的重要屏障，也是一回路系统最薄弱的环节之一。传热管长期在高温高压环境及高辐射剂量介质的冲刷下，会产生机械或化学损伤，当传热管损伤达到破损维修标准时，就需要对其进行维修，以防止放射性冷却剂材料外泄。堵管是在破损传热管两端分别增加堵头，从而有效地将破损传热管隔离于一回路介质外。由于核电运行的特殊性，堵管工艺需要保证安全可靠，杜绝在核电站运行期间出现堵头失效的风险，因此需要对堵管工艺进行验证评定，模拟在多种极限工况下采用某种堵管工艺时堵头的可靠性、稳定性及安全性。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于克服现有技术中所述的缺陷，从而提供一种用于核级蒸汽发生器堵管工艺验证的热冲击试验装置，该用于核级蒸汽发生器堵管工艺验证的热冲击试验装置能够模拟在多种极限工况下采用某种堵管工艺时堵头的可靠性、稳定性及安全性。

[0004] 为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

[0005] 一种用于核级蒸汽发生器堵管工艺验证的热冲击试验装置，包括加热炉、水喷雾枪、夹持移动装置、中空连接套管、进水管和进气管，所述进水管和所述进气管连接至所述水喷雾枪，所述水喷雾枪穿设于所述中空连接套管内部，所述中空连接套管安装于所述夹持移动装置的顶部，所述中空连接套管的夹持端伸入所述加热炉。

[0006] 作为一种可实施的方式，所述进水管上设有电磁水阀和水流调节阀。

[0007] 作为一种可实施的方式，所述进水管的进水端设有供水球阀。

[0008] 作为一种可实施的方式，所述供水球阀与所述电磁水阀之间设有第一过滤器。

[0009] 作为一种可实施的方式，所述进气管上设有板式换热器，所述板式换热器外接冷水机，所述板式换热器的出口端的管路上设有储气罐。

[0010] 作为一种可实施的方式，所述板式换热器的进口端的管路上设有调压阀。

[0011] 作为一种可实施的方式，所述进气管上设有比例电磁流量阀。

[0012] 作为一种可实施的方式，所述进气管的进气端依次设有供气球阀和第二过滤器。

[0013] 作为一种可实施的方式，所述中空连接套管上设有温度传感器。

[0014] 与现有技术相比，本发明提供的用于核级蒸汽发生器堵管工艺验证的热冲击试验装置具有以下有益效果：

[0015] 本发明提供的用于核级蒸汽发生器堵管工艺验证的热冲击试验装置能实现在一定压力下，实现环境温度到设定高温下的温度循环，通过控制升降温速率实现对升降温时间的控制，从而实现对传热管堵管样件的热冲击，模拟堵头在蒸汽发生器极限工况下的工作状态，通过多次循环热冲击工况，以验证在该工况下堵头的密封效果。

[0016] 通过设定不同的热冲击高温温度可满足多种堵管工艺如爆炸堵管、焊接堵管、机械堵管及不同核电机组蒸汽发生器堵管工艺热冲击验证需求；设计夹持移动装置可避免操作人员直接接触高温样件，产生烫伤风险；采用水雾喷枪冷却方式，配合电控系统实现对降温速率的精确控制；设计人机交互操作形式，自动化强，操作方便。

附图说明

[0017] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现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发明的一些实施例，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它的附图。

[0018] 图1为本发明实施例所提供的用于核级蒸汽发生器堵管工艺验证的热冲击试验装置原理图。

[0019] 附图标记说明：

[0020] 1、供水球阀；2、供气球阀；3、第一过滤器；4、第二过滤器；5、调压阀；6、板式换热器；7、冷水机；8、储气罐；9、加热炉；10、温度传感器；11、比例电磁流量阀；12、电磁水阀；13、水流调节阀；14、水喷雾枪；15、夹持移动装置；16、中空连接套管；17、进水管；18、进气管。

具体实施方式

[0021] 虽然本发明的用于核级蒸汽发生器堵管工艺验证的热冲击试验装置可以通过多种不同方式来实施，但是本文将结合附图对示例性实施方式进行详细描述，可以理解的是，本文的描述应被认为是对用于核级蒸汽发生器堵管工艺验证的热冲击试验装置的结构进行举例说明，而无意将本发明的保护范围局限于示例性实施方式。因此，在本质上，附图和具体实施方式的描述应被认为用于说明而非限制本发明。

[0022] 在本发明的描述中，需要说明的是，本文的术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“内”、“外”、“水平”、“竖直”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发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或部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发明的限制。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。

[0023] 下面通过具体实施方式进一步详细说明。

[0024] 如图1所示，本发明提供了一种用于核级蒸汽发生器堵管工艺验证的热冲击试验装置，包括加热炉9、水喷雾枪14、夹持移动装置15、中空连接套管16、进水管17和进气管18，进水管17和进气管18连接至水喷雾枪14，水喷雾枪14穿设于中空连接套管16内部，中空连接套管16安装于夹持移动装置15的顶部，中空连接套管16的夹持端伸入加热炉9。

[0025] 进水管17的进水方向上(即从水源至水喷雾枪14的方向上)依次设置供水球阀1、第一过滤器3、电磁水阀12、水流调节阀13。进气管18的进气方向上依次设置供气球阀2、第二过滤器4、调压阀5、板式换热器6、储气罐8、比例电磁流量阀11。进水管17和进气管18并联连接至水喷雾枪14，水喷雾枪14大部分穿入到在中空连接套管16的内部，中空连接套管16用来连接传热管堵管样件的端部(夹持端)伸入到加热炉9内。

[0026] 其中，加热炉9实现对传热管堵管样件进行加热，夹持移动装置15的上部设计有一中空连接套管16，传热管堵管样件安装在中空连接套管16内，中空连接套管16内设计有温度传感器10用以监控及反馈样件温度，动力控制柜控制系统对炉温温度进行控制。

[0027] 升温阶段，夹持移动装置15带动样件插入电热炉升温炉膛内，进行升温，加热样件至设定温度。降温阶段，夹持移动装置15带动样件移出加热炉，同时进水系统及进气系统启动，由水雾喷枪14形成水雾化喷射样件堵头部位，对样件堵头进行降温，通过控制进水系统的电磁水阀12及进气系统的比例电磁流量阀11开度实现对降温速率的控制。

[0028] 进一步地，本热冲击试验装置增设有冷水机7及板式换热器6，冷水机7及板式换热器6对进气气源进行冷却，加强对样件堵头的降温效果。由动力控制柜实现装置的自动控制及人机交互，如设定加热温度、设定升降温速率、设定热冲击频率及紧急状况时自动停机等。

[0029] 值得注意的是，加热炉9作为待加热样件的热源，其功率控制由控制单元(例如PLC)进行控制，待加热样件安装在夹持移动装置15上，开始加热程序时，夹持移动装置15夹持待加热样件伸入加热炉9内，对待样件进行加热，同时待加热样件的实时温度通过温度传感器10采集反馈给控制单元，控制单元通过控制加热炉9功率对待加热样件加热进行反馈调节，从而控制待加热样件升温速率与目标温度。当待加热样件温度达到目标温度后，夹持移动装置15夹持待加热样件退出加热炉9，同时控制单元启动比例电磁流量阀11及电磁水阀12，水喷雾枪14启动，对待加热样件进行冷却，控制单元通过控制比例电磁流量阀11及电磁水阀12的实时开度来调节水喷雾枪14的流量，结合温度传感器10反馈的温度对待加热样件的冷却速率进行精确控制，完成一个加热冷却循环。

[0030] 通过设定不同的热冲击高温温度可满足多种堵管工艺如爆炸堵管、焊接堵管、机械堵管及不同核电机组蒸汽发生器堵管工艺热冲击验证需求；设计夹持移动装置可避免操作人员直接接触高温样件，产生烫伤风险；采用水雾喷枪冷却方式，配合电控系统实现对降温速率的精确控制；设计人机交互操作形式，自动化强，操作方便。

[0031] 本发明提供的用于核级蒸汽发生器堵管工艺验证的热冲击试验装置操作运行步骤如下：

[0032] (1)打开设备供气球阀2，确保压缩空气正常供应。

[0033] (2)打开设备供水球阀1，确保自来水水源正常供应。

[0034] (3)把试验件与试验件工装的水雾喷枪14正确对接安装放入加热炉9内。

[0035] (4)安装好试件的检测热电偶10。

[0036] (5)对测量仪表通电，打开控制单元，上位机上正常显示测量值。

[0037] (6)根据工况需求启动电加热炉9，在上位机控制界面上根据试验工况要求设置温度，升降温时间、试验循环次数等参数。

[0038] (7)启动试验开始程序，电加热炉9通断升温至设定温度，控制单元根据试件检测温度自动控制夹持移动装置15使试件移入/移出电加热炉9，并自动控制水雾喷枪14作业，适时采集数据并在显示器上生成曲线。

[0039] (8)待系统温度循环满足试验设定需求后，选取某一个预开展的试验工况进行温度的自动化循环。

[0040] 以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。