[發明專利]核電站高能管道泄漏監測試驗破口模擬方法

有效

• 申請號: 201310130987.4
• 申請日: 2013-04-16
• 公開（公告）號: CN103258577A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發明（設計）人: 張雷;閆桂銀;肖代云;張瑞萍;邵拓
• 申請（專利權）人: 中國核電工程有限公司
• 主分類號: G21C17/017
• 分類號: G21C17/017
• 代理公司: 北京天悅專利代理事務所(普通合伙) 11311
• 代理人: 田明;任曉航

技術領域

本發明屬于核工業模擬試驗研究領域，具體涉及一種核電站高能管道泄漏監測試驗泄漏源破口模擬的方法，可應用于核電站高能管道泄漏監測試驗臺架。

背景技術

日本福島事故后，對核電站安全性和可靠性提出了更高要求，特別是核安全相關的高能管道泄漏監測，要求采用破前泄漏技術。

在以往已建核電站的設計中，對高能管道介質泄漏監測都是采用地坑液位、水裝量平衡等常規手段進行監測，這些監測手段總體監測相應時間漫長，并且無法對不可識別泄漏進行定位、定量測量。

為了提高高能管道泄漏監測的響應時間，對泄漏點準確定位及泄漏量的精確測量，需要在高能管道上增加局部泄露監測系統，目前普遍采用的局部泄露監測手段為聲發射泄漏監測技術，因此將聲發射泄漏監測技術應用于核電站高能管道泄漏監測已經成為一種發展趨勢。根據當前國內外相關產品的調研，大部分應用僅局限于泄漏的定性測量，尚無成熟的產品能夠直接應用于核電站特定的高能管道泄漏監測定位、定量測量，需要通過模擬試驗進行數據擬合，因此搭建符合聲發射泄漏監測的試驗臺架也成為聲發射定量監測泄漏的必然選擇，這樣如何近似模擬高能管道泄漏聲音特性成為聲發射泄漏監測試驗臺架設計的關鍵。

核電站高能管道泄漏實際破口具有多樣性，如由地震/疲勞加載/自身缺陷/管壁腐蝕等原因產生的貫穿裂紋或小孔，通常情況下，核電站高能管道泄漏破口前期主要以貫穿裂紋的形式出現。經過國內外大量的基礎性試驗和理論性研究，泄漏源破口聲發射信號特性與泄漏管道的材質、泄漏破口的面積大小/形狀/粗糙度、管道內介質壓力、泄漏管道壁厚等諸多因素相關。如完全模擬真實管道裂紋，需要滿足上述諸多因素要求，這對加工、成本、周期提出很高要求，特別是對大管道泄漏破口的完全模擬可能存在工程不可實施性。

發明內容

本發明從對聲發射檢測信號的影響、臺架的搭建成本、加工難度、試驗/安裝/拆卸工作量、風險、臺架利用率等多方面進行考慮，提出了核電站高能管道泄漏源破口模擬的適用方法。

本發明的技術方案如下：核電站高能管道泄漏監測試驗破口模擬方法，在所模擬的管道尺寸能夠直接加工破口的情況下，直接在試驗直管道上預置破口，通過管道內外壓差的作用，介質直接從管壁上預置的破口泄漏并觸發聲發射信號；在所模擬的管道尺寸難以直接加工破口的情況下，在試驗直管道的管壁上開設擴容孔，在試驗直管道外壁上設置包圍所述擴容孔的擴容槽，在擴容槽的另一端設置泄漏破口模擬試件，通過管道內外壓差的作用，介質通過管壁上的擴容孔擴容到擴容槽中，然后從泄漏破口模擬試件上預置的破口泄漏并觸發聲發射信號。

進一步，如上所述的核電站高能管道泄漏監測試驗破口模擬方法，其中，在所述的試驗直管道內設置介質輸送管路，介質輸送管路的出口與直接預置在試驗直管道上的破口或在試驗直管道上開設擴容孔相連接。

進一步，如上所述的核電站高能管道泄漏監測試驗破口模擬方法，其中，在所述的介質輸送管路的末端與直接預置在試驗直管道上的破口或在試驗直管道上開設的擴容孔之間設有導流器。

進一步，如上所述的核電站高能管道泄漏監測試驗破口模擬方法，其中，所述的擴容槽的材質與試驗直管道的材質相同；擴容槽的壁厚與試驗直管道的壁厚一致。

進一步，如上所述的核電站高能管道泄漏監測試驗破口模擬方法，其中，所述的試驗直管道上預置的破口或泄漏破口模擬試件上預置的破口形式包括：通過疲勞加載預置產生的疲勞裂紋，或通過機加工切割出的直線貫穿裂縫或預置的貫穿小孔。

本發明的有益效果如下：

（1）本發明提出了多種高能管道泄漏破口模擬方案，解決了聲發射泄漏監測試驗臺架設計中高能管道泄漏破口模擬的關鍵問題，為聲發射泄漏監測系統的的臺架試驗奠定了基礎。

（2）本發明為泄漏監測試驗臺架泄漏源破口模擬提供了多種設計方案，用戶可根據泄漏監測系統的試驗需求和試驗設施情況選取適用方案，在滿足高能管道泄漏監測臺架試驗要求的基礎上，降低高能管道泄漏監測試驗臺架結構的復雜程度從而節約建設成本、縮短工期；同時還可以提高臺架設施的使用效率，降低試驗損耗。

（3）本發明可模擬不同形式管道裂紋，有利于對由此形成的泄漏源及對應聲發射信號進行比對研究。

附圖說明

圖1-1為本發明的擴容槽方案的剖面結構示意圖；

圖1-2為本發明的擴容槽方案的立體結構示意圖；

圖2-1為本發明帶有介質輸送管路的擴容槽方案的剖面結構示意圖；

圖2-2為本發明帶有介質輸送管路的擴容槽方案的立體結構示意圖；