核电站安全壳机械贯穿件密封性试验装置

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核电站安全壳机械贯穿件密封性试验装置\n技术领域\n[0001] 本发明涉及一种进行核电站安全壳机械贯穿件密封性试验装置，用于进行核电站安全壳机械贯穿件隔离阀泄漏率试验。\n背景技术\n[0002] 核电站的安全壳具有放射性屏蔽功能，在一回路大破口与二回路蒸汽管线大破口等事\n[0003] 故工况下保证其密封性，防止放射性物质释放到环境中，保护工作人员与公众安全。进出安全壳的管道在上述事故中应能隔离，以保证安全壳的完整性。一般在安全壳外侧的为隔离门，内侧为隔离门或逆止门。\n[0004] 为保证该阀门的严密性，核电站工作人员需要定期对该阀门进行密封性试验，即为核电站安全壳机械贯穿件密封性试验。但是，由于目前我国的核电站的类型多样，每一个类型的核电站安全壳机械贯穿件密封性试验的验收标准都不相同。因此，相关的核电站安全壳机械贯穿件密封性试验都是采取临时的试验装置。这使得核电站工作人员在进行核电站安全壳机械贯穿件密封性试验前，都要重新选择和组装装置。这不仅需要相关人员对每次组装的试验装置进行相关气密性等检查，同时由于每次试验均采取不同的设施，对于试验的重复性和结果的可比性也具有极大的影响，试验结果的准确性也经常受到质疑。同时，目前国内核电站进行核电站安全壳机械贯穿件密封性试验所采用临时试验装置结构松散，不易携带，操作也非常不方便，这大大的增加了试验工作人员在核反应堆厂房进行试验操作的时间，增加了试验人员在辐射控制区的滞留时间和受到辐射风险。\n发明内容\n[0005] 为了克服目前核电站安全壳机械贯穿件密封性试验装置多样、结构松散、不易携带及操作不便等问题，本发明根据目前通用的核电站安全壳机械贯穿件密封性试验原理，提供一种核电站安全壳机械贯穿件密封性试验装置。该装置不仅结构件凑，使用方便，而且适用于目前所有核电站安全壳机械贯穿件密封性试验，试验的重复性也大大的增强，试验的操作时间也会缩短，大大降低了试验操作人员的在辐射区的滞留时间，增强了辐射时间防护，降低了工作人员受到辐射计量的风险。\n[0006] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：\n[0007] 核电站安全壳机械贯穿件密封性试验装置，包括储气罐，浮子流量计，压力表及电子秒表：由试验连接接头的L01一端与仪用压缩空气装置或气瓶连接，试验连接接头的L01的另一端连接压缩空气调节阀的阀门V01的入口；压缩空气调节阀的阀门V01的出口与旋塞阀的阀门V02和V03的入口相连；旋塞阀的阀门V02的出口连接卡箍式快速接头的接头N01，后连接到储气罐的入口；储气罐的出口连接卡箍式快速接头的接头N02，后与旋塞阀的阀门V04的入口连接；连接旋塞阀的阀门V03和V04的出口汇集到一条管线后，分支为两路分别与旋塞阀的阀门V05和V07的入口相连；\n[0008] 旋塞阀的出口管线分为两支，一支与旋塞阀的阀门V08连接，后与试验连接接头的L04连接；另一支连接卡箍式快速接头的接头N03，连接浮子流量计后，连接卡箍式快速接头的接头N04，之后管线分为两支；一支与旋塞阀阀门V09连接，后与试验连接接头的L03连接；另一支与旋塞阀的阀门V07、V10、V11、V12以及可调安全阀的阀门V13连接；旋塞阀的阀门V10的出口与卡箍式快速接头的接头N05连接后又连接压力表；旋塞阀的阀门V11连接试验连接接头的L02；将旋塞阀的阀门V12的出口和可调安全阀的阀门V13的出口连接后汇成一条管线与气体排放口连接成为一体的试验装置。\n[0009] 所述的采用快速接头进行连接外，其余部件均采用高压软管管线以双卡套的机械连接形式连接。\n[0010] 所述的连接为一体的试验装置设在手提箱内。\n[0011] 所述的手提箱上设有滑轮、拉杆和提手；手提箱的长度为50cm、宽为25cm 、高为\n60cm。\n[0012] 所述的手提箱内设有用于存放其它辅助工具及高压软管的储存空间。\n[0013] 所述的试验连接接头（L01-L04），为可进行更换的螺纹连接的快速接头；试验连接接头（L01-L04）与设备连接的高压软管可根据情况调整长度，长度范围为3 m -15m。\n[0014] 所述的电子秒表、压力表、浮子流量计组件的仪表区域II可以以下边缘为基轴旋转120度；所述的仪表区域II的控制面板为旋转式控制面板。\n[0015] 所述的可调安全阀的阀门V13设有安全阀的释放压力；所述的气体排放口采取半球式排放的方法，保证气体的流量冲击不至于造成人员和设备的伤害，通过得到的计算气体量的值，确定消音装置的消音效果。\n[0016] 所述的浮子流量计的一边设有O型圈。\n[0017] 所述的O型圈为内径为8mm，装有容积60%的纯净水的密封硬质透明O型圈；该O型圈的平面与仪表区域界面呈45度的夹角，当仪表区域进行旋转时，采用该O型圈进行垂直校准。\n[0018] 本发明的有益效果是：\n[0019] 本发明结合目前中国核电站安全壳机械贯穿件密封性试验的三种基本原理，将这三种基本原理需要采取的基本试验器材进行合理选择和搭配，形成一个完整的装置系统，试验适用范围广，装置操作性强。采用移动式拉杆箱的形式，将试验装置的各零部件进行合理的分布组合，减小了试验装置的体积，大大提高了装置携带的便捷性。需要校验的相关仪表采取与系统装置整体进行卡箍式快速连接的形式，便于拆装，方便仪表检验。\n[0020] 本发明具有携带方便，操作简单，实用性强，可大大降低了试验的操作时间，继而降低实验操作人员在辐射控制区的时间，降低操作人员受到辐射危害的风险。\n附图说明\n[0021] 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明。\n[0022] 图1是本发明的结构流程图；\n[0023] 图2是本发明的结构示意图；\n[0024] 图3是核电站机械贯穿件密封性试验连接示意图。\n[0025] 图1中：试验连接接头1（L01-L04），压缩空气调节阀2（V01），旋塞阀3（V02-V12），卡箍式快速接头4（N01-N05），储气罐5，浮子流量计6，压力表7，可调安全阀8（V13），气体排\n[0026] 放口9，电子秒表10。\n具体实施方式\n[0027] 本发明是一种核电站安全壳机械贯穿件密封性试验装置，如图1所示，包括储气罐5，浮子流量计6，压力表7及电子秒表10。试验连接接头1的L01的另一端连接压缩空气调节阀2的阀门V01的入口；压缩空气调节阀2的阀门V01的出口与旋塞阀3的阀门V02和V03的入口相连；旋塞阀3的阀门V02的出口连接卡箍式快速接头4的接头N01，后连接到储气罐5的入口；储气罐5的出口连接卡箍式快速接头4的接头N02，后与旋塞阀3的阀门V04的入口连接；连接旋塞阀3 的阀门V03和V04的出口汇集到一条管线后，分支为两路分别与旋塞阀3 的阀门V05和V07的入口相连；旋塞阀3的出口管线分为两支，一支与旋塞阀3的阀门V08连接，后与试验连接接头1的L04连接；另一支连接卡箍式快速接头4的接头N03，连接浮子流量计6后，连接卡箍式快速接头4的接头N04，之后管线分为两支；\n一支与旋塞阀3阀门V09连接，后与试验连接接头1的L03连接；另一支与旋塞阀3的阀门V07、V10、V11、V12以及可调安全阀8的阀门V13连接；旋塞阀3的阀门V10的出口与卡箍式快速接头4的接头N05连接后又连接压力表7；旋塞阀3的阀门V11连接试验连接接头1的L02；将旋塞阀3的阀门V12的出口和可调安全阀8的阀门V13的出口连接后汇成一条管线与气体排放口9连接成为一体的试验装置。上述除采用快速接头进行连接外，其余部件设备均采用高压软管管线以双卡套的机械连接形式连接。\n[0028] 图1中，其中试验连接接头1设有4个，包括L01-L04，为可进行更换的螺纹连接的快速接头，中间可以增加高压软管的长度，长度范围为3 m -15m。方便连接远距离的气源；\n增加与放射源的距离，达到辐射距离防护的目的。其中试验连接接头1的L01一般与仪用压缩空气装置或气瓶连接，试验连接接头1的L02-L04一般与核电站安全壳机械贯穿件密封性试验管线连接；压缩空气调节阀2的阀门为V01，主要是调节系统的压力；旋塞阀3为\n11个，其中旋塞阀3中的V02-V12主要是根据不同的试验原理，通过设定不同的旋塞阀的开关状态，选择适合的仪表连接方式。本发明试验装置上的储气罐5，浮子流量计6，压力表\n7与装置相连，均采取卡箍式快速接头4连接，便于试验仪表的拆卸、校验和更换；由于有些贯穿件的管道空间太小，因此增加储气罐5，目的是为了增加试验的气体储存空间，便于试验结果处理。采用浮子流量计6来测量试验过程中需要记录的供气流量和泄漏流量。采用压力表7来指示试验过程中的充气压力和压力变化值。\n[0029] 可调安全阀8，气体排放口9进行了相关的安全设计考虑。其中可调安全阀8的阀门V13可以设置安全阀的释放压力，防止在试验过程中的误操作，而使试验装置超压，发生伤害人身、损害设备的事故。气体排放口9在设计过程中考虑了消音以及气体排放量的控制两方面因素。其中气体排放量的因素主要考虑既可以释放气体，同时气体的排放采取半球式排放的方法，保证气体的流量冲击不至于造成人员和设备的伤害。通过得到的计算气体量的值，确定消音装置的消音效果设计，以保证工作人员不受噪声影响。\n[0030] 电子秒表10同时具备监测环境温度功能，以便于进行时间计时和对环境温度的测量。除储气罐5，浮子流量计6，压力表7外，其余均采用高压软管，利用双卡套的方式连接相关的试验连接接头1（L01-L04），压缩空气调节阀2（V01），旋塞阀3中的 （V02-V12），卡箍式快速接头4 （N01-N05），可调安全阀8，气体排放口9等试验设备。采用高压软管，增加了系统的安全性、安装的便捷性以及设备本身的紧凑性；采用双卡套的连接方式，保证了设备的气密性。\n[0031] 如图2所示，图2是本发明的结构示意图。本试验装置为达到携带简便，操作方便的效果，采用移动手提箱式的整体结构。通过将图1所描绘的所有的高压管线，阀门以及相关连接为一体的试验装置设备统一装配在一个长为50cm、宽为25cm 、高为60cm的带有滑轮、拉杆和提手的移动装置手提箱里面。所述的手提箱内设有用于存放其它辅助工具及高压软管的储存空间。\n[0032] 图2主要展示了打开移动手提箱后所呈现的安全壳贯穿件密封性试验装置操作界面结构布局。从图2中可以看出，该操作界面主要分为5部分，分别是：控制阀区域I，从上到下分别是旋塞阀3 V10、V13、V08、V09和压缩空气调节阀2 V01的操作手柄 。仪表区域II，该区域主要包括电子秒表10：用于计时和测量环境温度；就地压力表7：主要测量系统充入的压缩空气的压力，同时指示压缩空气调节阀2 V01的对系统压力的调节；浮子流量计6组件：包括浮子流量计6和透明的O型圈。浮子流量计6主要用于测量供给或者泄露的气体的流量。为保证浮子流量计在工作状态处于垂直状态，整个仪表区域II可以以下边缘为基轴旋转120度，所述的仪表区域II的控制面板为旋转式控制面板。\n[0033] 浮子流量计6的右边安装一个内径为8mm的装有容积60%的纯净水的密封硬质透明O型圈。该O型圈的平面与仪表区域界面呈45度的夹角，当仪表区域进行旋转时，采用该O型圈进行垂直校准。控制阀区域III，从上到下分别是旋塞阀3 V02-V07的操作手柄。\n储气罐5存放区域IV。试验连接接头1、相关高压软管和其它辅助工具等的存放区域V。所述的试验连接接头1为可进行更换的螺纹连接的快速接头。不仅使该装置可以直接与仪用压缩空气管线连接，还使该装置可以与氮气罐等移动气源连接，增加了装置的适用范围。\n[0034] 核电站安全壳机械贯穿件密封性试验时应满足如下要求：试验采用局部加压方式，加压方向必须与试验隔离阀在事故时执行安全功能的受压方向一致，否则，需证实试验结果与受压方向一致时的结果等效或更保守；安装遥控装置的被试验阀门，应遥控关闭，不得现场手动关闭；加压介质由该系统的流体来决定加水或加气，为了减少试验的工作量，一般采用压缩空气；试验压力为安全壳设计压力；采用压缩空气试验时，被试验阀门所在管段内的液体必须排空，避免试验结果误差太大；试验方法分为流量法和压降法。\n[0035] 如图3所示，图3为核电站机械贯穿件密封性试验连接示意图 。其中阀门A、阀门B、阀门C为所需要进行密封性试验的阀门，阀门t1和阀门t2为核电站机械贯穿件密封性试验的试验阀门。下面结合图1和图3，根据流量法和压降法，介绍核电站机械贯穿件密封性试验装置的试验连接方式和使用方法。\n[0036] 1、流量法：\n[0037] 方法1：即连接方式1，加压及连接核电站机械贯穿件密封性试验到被试验阀门的上游。\n[0038] 如图3所示，要试验的阀门为阀门A，试验开启的阀门是阀门t1，关闭的阀门为A、阀门B、阀门C和阀门t2。将图2中的试验接口1与试验装置的试验连接接头1L02快速接头相连接，试验装置的试验连接接头1的L01与压缩空气气源相连接。打开旋塞阀3 V04-V06，旋塞阀3 V10和旋塞阀3 V11，同时确认压缩空气调节阀2 V01、旋塞阀3 V02、旋塞阀3 V03、旋塞阀3 V07- V09以及V12关闭。缓慢调节压缩空气调节阀2 V01，向A和B间管段中加压到安全壳设计压力，当使压力表7的压力达到安全壳设计压力后缓慢调小压缩空气调节阀2 V01以保持试验期间压力恒定，此时浮子流量计6显示的流量即为阀门A和阀门B的总泄漏率，为保守起见，可作为阀门A的泄漏率。通过得到的泄漏率并根据电子秒表上测得的温度进行计算修正便可算出阀门A的泄漏率。试验结束后打开旋塞阀3V12给系统放气，并恢复装置。\n[0039] 方法2：即连接方式2，被试验阀门上游加压，下游接流量计。如图3所示，B为被试验阀门，A、B、C关闭。试验时开启t1和t2，试验连接接头1 L01连接在仪用压缩空气源，试验连接接头1 L02连接在t1阀门管嘴上，试验连接接头1的L04连接在t2阀门管嘴上。\n打开旋塞阀3 V04及旋塞阀3 V07-V11，同时确认压缩空气调节阀2 V01、旋塞阀3 V02、旋塞阀3 V03、旋塞阀3V05-V06以及旋塞阀3 V12关闭。缓慢打开压缩空气调节阀2 V01，向A、B之间的管道加压至安全壳设计压力，保持试验期间压力恒定，浮子流量计6显示流量即为B阀门的泄漏率。通过得到的泄漏量并根据电子秒表10上测得的温度进行计算修正便可算出阀门B的泄漏率。试验结束后打开旋塞阀3 V12给系统放气，并恢复装置。\n[0040] 2、压降法：即连接方式3。\n[0041] 如图3所示，C为被试验阀门，试验时开启的阀门为t1、t2，关闭的阀门为A、B、C。\n试验时开启t1和t2，试验连接接头1的L01连接在仪用压缩空气源，试验连接接头1的L02连接在t1阀门管嘴上，试验连接接头1的L03连接在t2阀门管嘴上。打开旋塞阀3 V02、旋塞阀3 V03、旋塞阀3 V07、旋塞阀3 V10-V11，同时确认压缩空气调节阀2 V01、旋塞阀3 V04-V06、旋塞阀3 V08-V09、以及旋塞阀3 V12关闭。缓慢打开压缩空气调节阀2 V01，向A、B之间的管道加压至安全壳设计压力。当A、B之间的管道加压达到安全壳设计压力后，关闭旋塞阀3 V11和阀门t1,打开旋塞阀3 V06和 V09，向A和B间管段即储气罐5，标定容积为1768cm3，加压到安全壳设计压力。关闭压缩空气调节阀2 V01并计时，经过一段时间后测量压力降，经计算可得阀门C的泄漏量和泄漏率。试验结束后先打开旋塞阀3 V12，释放B与C之间的压缩空气，然后打开旋塞阀3 V11释放A与B之间的压缩空气。