一种核电厂安全壳密封性模拟试验系统技术方案

本发明专利技术提供一种核电厂安全壳密封性模拟试验系统，包括：本发明专利技术提供一种核电厂安全壳密封性模拟试验系统，包括：安全壳模拟体、充排系统、卸压系统、采集系统、分析系统、温度控制系统、湿度控制系统、压力控制系统，泄漏引入系统。安全壳模拟体、充气系统、排气系统、数据采集系统和数据分析系统构成密封性试验的基础配置部分，实现壳内升压、降压以及压力平台上的数据采集、数据分析，满足核电厂安全壳密封性试验的基础需求。温度控制系统、湿度控制系统、压力控制系统和泄漏引入系统构成科研研究环境配置部分，实现壳内温度、湿度、压力、泄漏等因素的变化控制。等因素的变化控制。等因素的变化控制。

【技术实现步骤摘要】
一种核电厂安全壳密封性模拟试验系统


[0001]本专利技术涉及核工程技术科研领域，具体涉及一种核电厂安全壳密封性模拟试验系统。

技术介绍

[0002]安全壳是核电安全的最后一道物理屏障，安全壳密封性是衡量安全壳安装质量的重要指标。
[0003]然而，在核电厂，执行一次安全壳密封性试验需要耗时1周多，这对核电厂来说带来极大的经济损失，因此核电厂不会允许在实际的安全壳上开展任何影响工期的科研研究；另外，安全壳密封性试验伴随强度试验执行，压力将超设计压力，属于破坏性试验，因此试验次数越少越好，除必要的定期试验，不会允许多余的试验执行。
[0004]但另一方面，出于核电厂安全壳密封性试验的重要性，核电厂对安全壳密封性试验的顺利开展又有着极高的要求，对试验人员的技术成熟度以及试验技术的成熟度也有极高的期望。
[0005]然而，即使核电厂运行单位、核电设计单位对安全壳密封性试验有一些想法，但由于需要投入巨大的资金，因而难以通过实践测试效果；这也导致核电厂运行单位诸如缩短安全壳密封性试验时间、快速提高试验成熟度的期望难以实现，也使得国内核电厂安全壳密封性试验技术多年来陈旧不堪，停步不前。

技术实现思路

[0006]本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种专门用于开展科研研究的核电厂安全壳密封性模拟试验系统。
[0007]解决本专利技术技术问题所采用的技术方案是：
[0008]本专利技术提供一种核电厂安全壳密封性模拟试验系统，包括：安全壳模拟体、充排系统、卸压系统、采集系统、分析系统、温度控制系统、湿度控制系统、压力控制系统，泄漏引入系统，
[0009]所述充排系统与安全壳模拟体连通，用于向安全壳模拟体内部充/排气体，以使安全壳模拟体内部的压力达到预设的试验压力，
[0010]所述卸压系统连通于安全壳模拟体和大气环境之间，用于对安全壳模拟体进行卸压，以使其恢复至大气压力，
[0011]所述温度控制系统与安全壳模拟体相连，用于模拟安全壳内关键热源对安全壳模拟体内气体进行加热，以使安全壳模拟体内气体温度维持预设的试验温度，或使安全壳模拟体内气体以设定的速率进行升温或降温，
[0012]湿度控制系统与安全壳模拟体相连，用于模拟安全壳内关键水源对安全壳模拟体内气体进行加湿，以使安全壳模拟体内气体湿度维持预设的试验湿度，或使安全壳模拟体内气体以设定的速率进行加湿，
[0013]压力控制系统与安全壳模拟体相连，用于向安全壳模拟体内充/排气体，以使安全壳模拟体内部的压力维持预设的试验压力，
[0014]泄漏引入系统与安全壳模拟体相连，用于在安全壳模拟体不同位置引入设定泄漏量的气体，
[0015]所述采集系统用于采集安全壳模拟体和各模块气体参数，分析系统与采集系统电连接，用于在安全壳模拟体内部的压力达到或维持预设的试验压力后，根据所述采集系统采集的数据，确定安全壳模拟体的泄漏率。
[0016]可选地，所述温度控制系统包括布置在安全壳模拟体中心位置的第一组电加热元件、布置在安全壳模拟体与安全壳底封头对应位置的第二组电加热元件、布置在安全壳模拟体与安全壳第一层隔间对应位置的第三组电加热元件、布置在安全壳模拟体与安全壳第二层隔间对应位置的第四组电加热元件件，以及布置在安全壳模拟体与安全壳上部空间对应位置的第五组电加热元件，第一组电加热元件的多个电加热元件沿安全壳模拟体的高度方向间隔布置，其余每组的多个电加热元件沿安全壳模拟体的环向间隔布置。
[0017]可选地，所述温度控制系统还包括多个温控单元，多个温控单元与多组电加热元件一一对应，
[0018]每个温控单元包括温度传感器、PID温控器和手动功率调节器，所述温度传感器设于相应的电加热元件附近，温度传感器与相应的PID温控器和手动功率调节器分别电连接，电加热元件与相应的PID温控器和手动功率调节器分别电连接，温度传感器测量相应的电加热元件附近气体的温度，并传输至PID温控器和手动功率调节器，PID温控器或手动功率调节器根据温度传感器传输的数据，调节相应的电加热元件的功率。
[0019]可选地，湿度控制系统包括加湿模块，所述加湿模块包括储水罐、主工艺管道、增压泵、加湿流量变送器、第一组喷头、第二组喷头和第三组喷头，储水罐与外部水源相连，主工艺管道的一端与储水罐相连，另一端向上延伸至安全壳模拟体与安全壳上封头对应的位置，增压泵和加湿流量变送器设于主工艺管道上，第一组喷头设于安全壳模拟体与安全壳底封头对应的位置，第二组喷头设于安全壳模拟体与安全壳第二层隔间顶部对应的位置，第三组喷头设于安全壳模拟体与安全壳上封头对应的位置，第一组喷头、第二组喷头和第三组喷头均通过支管与主工艺管道相连通，所述主工艺管道和支管上均设有电磁阀；
[0020]所述加湿流量变送器与采集系统电连接，所述储水罐内设有液位计，所述液位计与采集系统电连接。
[0021]可选地，湿度控制系统还包括除湿模块，所述除湿模块包括干燥器、循环风机和循环管，所述循环管的两端伸入安全壳模拟体内，干燥器和循环风机均设于循环管上，循环风机用于将安全壳模拟体内的气体抽入干燥器中干燥后送回至安全壳模拟体内，所述循环管上设有隔离阀。
[0022]可选地，所述压力控制系统包括壳内正压控制模块和壳内负压控制模块，壳内正压控制模块用于向安全壳模拟体内充入气体，以使安全壳模拟体内部的压力维持预设的试验压力，壳内负压控制模块用于对安全壳模拟体内进行抽气，以使安全壳模拟体内部的压力维持预设的试验压力。
[0023]可选地，所述壳内正压控制模块包括正压PID控制单元、充气管路，以及位于充气管路上的应急空压机、正压电动调节阀、正压流量变送器、正压压力变送器、正压温度变送
器和正压湿度变送器，充气管路与安全壳模拟体连通，其上还设有隔离阀，
[0024]正压流量变送器、正压压力变送器、正压温度变送器和正压湿度变送器均与采集系统电连接，
[0025]采集系统、正压PID控制单元和正压电动调节阀依次电连接，正压PID控制单元根据采集系统采集的充气管路中气体的参数和安全壳模拟体内气体参数，调节正压电动调节阀的开度，以使安全壳模拟体内部的压力维持预设的试验压力。
[0026]可选地，所述壳内负压控制模块包括负压PID控制单元、抽气管路，以及位于抽气管路上的抽风机、负压电动调节阀和负压流量变送器，抽气管路与安全壳模拟体连通，其上还设有隔离阀，
[0027]负压流量变送器、采集系统、负压PID控制单元和负压电动调节阀依次电连接，负压PID控制单元根据采集系统采集的抽气管路中气体的参数和安全壳模拟体内气体参数，调节负压电动调节阀的开度，以使安全壳模拟体内部的压力维持预设的试验压力。
[0028]可选地，所述压力控制系统还包括引压管网，引压管网位于安全壳模拟体内且与充气管路和抽气管路分别连通，其用于将充气管路中气体分流后流入安全壳模拟体内不同位置，或，将安全壳模拟体内气体汇集后进入抽气管路。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种核电厂安全壳密封性模拟试验系统，其特征在于，包括：安全壳模拟体(1)、充排系统(6)、卸压系统(7)、采集系统(8)、分析系统(9)、温度控制系统(2)、湿度控制系统(3)、压力控制系统(4)，泄漏引入系统(5)，所述充排系统(6)与安全壳模拟体(1)连通，用于向安全壳模拟体(1)内部充/排气体，以使安全壳模拟体(1)内部的压力达到预设的试验压力，所述卸压系统(7)连通于安全壳模拟体(1)和大气环境之间，用于对安全壳模拟体(1)进行卸压，以使其恢复至大气压力，所述温度控制系统(2)与安全壳模拟体(1)相连，用于模拟安全壳内关键热源对安全壳模拟体(1)内气体进行加热，以使安全壳模拟体(1)内气体温度维持预设的试验温度，或使安全壳模拟体(1)内气体以设定的速率进行升温或降温，湿度控制系统(3)与安全壳模拟体(1)相连，用于模拟安全壳内关键水源对安全壳模拟体(1)内气体进行加湿，以使安全壳模拟体(1)内气体湿度维持预设的试验湿度，或使安全壳模拟体(1)内气体以设定的速率进行加湿，压力控制系统(4)与安全壳模拟体(1)相连，用于向安全壳模拟体(1)内充/排气体，以使安全壳模拟体(1)内部的压力维持预设的试验压力，泄漏引入系统(5)与安全壳模拟体(1)相连，用于在安全壳模拟体(1)不同位置引入设定泄漏量的气体，所述采集系统(8)用于采集安全壳模拟体(1)和各模块气体参数，分析系统(9)与采集系统(8)电连接，用于在安全壳模拟体(1)内部的压力达到或维持预设的试验压力后，根据所述采集系统(8)采集的数据，确定安全壳模拟体(1)的泄漏率。2.根据权利要求1所述的核电厂安全壳密封性模拟试验系统，其特征在于，所述温度控制系统(2)包括布置在安全壳模拟体(1)中心位置的第一组电加热元件(21)、布置在安全壳模拟体(1)与安全壳底封头对应位置的第二组电加热元件(22)、布置在安全壳模拟体(1)与安全壳第一层隔间对应位置的第三组电加热元件(23)、布置在安全壳模拟体(1)与安全壳第二层隔间对应位置的第四组电加热元件件(24)，以及布置在安全壳模拟体(1)与安全壳上部空间对应位置的第五组电加热元件(25)，第一组电加热元件(21)的多个电加热元件沿安全壳模拟体(1)的高度方向间隔布置，其余每组的多个电加热元件沿安全壳模拟体(1)的环向间隔布置。3.根据权利要求2所述的核电厂安全壳密封性模拟试验系统，其特征在于，所述温度控制系统(2)还包括多个温控单元，多个温控单元与多组电加热元件一一对应，每个温控单元包括温度传感器、PID温控器和手动功率调节器，所述温度传感器设于相应的电加热元件附近，温度传感器与相应的PID温控器和手动功率调节器分别电连接，电加热元件与相应的PID温控器和手动功率调节器分别电连接，温度传感器测量相应的电加热元件附近气体的温度，并传输至PID温控器和手动功率调节器，PID温控器或手动功率调节器根据温度传感器传输的数据，调节相应的电加热元件的功率。4.根据权利要求1所述的核电厂安全壳密封性模拟试验系统，其特征在于，湿度控制系统(3)包括加湿模块(31)，所述加湿模块(31)包括储水罐(311)、主工艺管道(312)、增压泵(313)、加湿流量变送器(314)、第一组喷头(315)、第二组喷头(316)和第三
组喷头(317)，储水罐(311)与外部水源相连，主工艺管道(312)的一端与储水罐(311)相连，另一端向上延伸至安全壳模拟体(1)与安全壳上封头对应的位置，增压泵(313)和加湿流量变送器(314)设于主工艺管道(312)上，第一组喷头(315)设于安全壳模拟体(1)与安全壳底封头对应的位置，第二组喷头(316)设于安全壳模拟体(1)与安全壳第二层隔间顶部对应的位置，第三组喷头(317)设于安全壳模拟体(1)与安全壳上封头对应的位置，第一组喷头(315)、第二组喷头(316)和第三组喷头(317)均通过支管与主工艺管道(312)相连通，所述主工艺管道(312)和支管上均设有电磁阀；所述加湿流量变送器(314)与采集系统(8)电连接，所述储水罐(311)内设有液位计(318)，所述液位计(318)与采集系统(8)电连接。5.根据权利要求4所述的核电厂安全壳密封性模拟试验系统，其特征在于，湿度...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建发，李传军，刘明媚，毕士君，滑永振，李伟，张瑞，耿学初，孙涛，娄泰山，胡金成，战仕全，刘明月，陈广恒，李昂，倪斯，聂欣，
申请(专利权)人：中国核电工程有限公司，
类型：发明
国别省市：