[實用新型]一種模擬核電站管道熱疲勞現(xiàn)象的試驗臺架

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320120986.7
• 申請日: 2013-03-18
• 公開（公告）號: CN203164047U
• 公開（公告）日: 2013-08-28
• 發(fā)明（設計）人: 薛飛;余偉煒;蒙新明;於旻;遆文新;張彥召;羅志峰
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州熱工研究院有限公司;中國廣東核電集團有限公司
• 主分類號: G01N3/02
• 分類號: G01N3/02;G01N3/60
• 代理公司: 蘇州創(chuàng)元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 孫仿衛(wèi);趙艷

技術(shù)領域

本實用新型涉及一種試驗臺架，尤其涉及一種用于模擬研究核電站管道內(nèi)冷、熱流體混合造成的熱分層、熱波紋等熱疲勞現(xiàn)象的試驗臺架。

背景技術(shù)

由周期變化的熱應力或熱應變引起的材料破壞成為熱疲勞，也稱熱應力疲勞。高溫下服役的機件，由于局部溫度的變化引起的機件自由膨脹或收縮受到約束時，就會產(chǎn)生熱應力。管道熱疲勞是管道受交變熱應力長期影響而產(chǎn)生管道裂紋或破裂的現(xiàn)象，雖然熱疲勞原因引起的管道破裂事件在核電站發(fā)生的概率很小，但管道破裂有可能引起一回路破口等事故，因此需要引起重視。

但是，在現(xiàn)有技術(shù)中，并沒有專門用于模擬核電站管道熱疲勞現(xiàn)象的試驗裝置，阻礙了核電技術(shù)工程化的應用研究。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本實用新型的目的是提供一種用于模擬核電站管道熱疲勞現(xiàn)象的試驗臺架，以研究核電站管道內(nèi)冷、熱流體交匯振蕩條件下熱疲勞現(xiàn)象的產(chǎn)生與發(fā)展，完成實驗條件下的核電管道實時流場測量及溫度測量，把握溫度振蕩的基本特征和規(guī)律。

為達到上述目的，本實用新型提供一種用于模擬核電站管道熱疲勞現(xiàn)象的試驗臺架，其特征在于：它包括加熱系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、T型管道及閥門系統(tǒng)、測控系統(tǒng)；其中：

加熱系統(tǒng)包括熱流體儲罐、高位熱流體箱、將熱流體儲罐中的熱流體泵入高位熱流體箱的熱流體泵，以及設于高位熱流體箱內(nèi)以測量熱流體溫度的第一溫度計，高位熱流體箱底部設有熱流體輸出管道，熱流體輸出管道上設有分支管道，熱流體儲罐上設有加熱器；

冷卻系統(tǒng)包括冷流體儲罐、高位冷流體箱、將冷流體儲罐中的冷流體泵入高位冷流體箱的冷流體泵，以及設于高位冷流體箱內(nèi)以測量冷流體溫度的第二溫度計，高位冷流體箱底部設有冷流體輸出管道，冷流體儲罐上設有帶控制閥的循環(huán)冷卻水管；

T型管道及閥門系統(tǒng)包括水平設置的三通T型管、上部電磁閥和下部電磁閥，三通T型管的三個開口分別與分支管道、冷流體輸出管道以及混流管道相連通，熱流體輸出管道的下端與混流管道相連通，混流管道與冷流體儲罐相連通，上部電磁閥設于分支管道與高位熱流體箱之間的熱流體輸出管道上，下部電磁閥設于分支管道與混流管道之間的熱流體輸出管道上；

測控系統(tǒng)包括與第一溫度計和加熱器相連接的第一溫控器、與第二溫度計和循環(huán)冷卻水管上的控制閥相連接的第二溫控器、設于分支管道和高位熱流體箱之間的熱流體輸出管道上的第一流量計和設于冷流體輸出管道上的第二流量計，以及與第一溫控器、第二溫控器、第一流量計、第二流量計、上部電磁閥、下部電磁閥相連接的控制采集系統(tǒng)。

較佳地，所述高位熱流體箱上設有多個不同高度的熱液溢流閥，所述熱液溢流閥通過管道與熱流體儲罐相連通。更佳地，所述高位熱流體箱內(nèi)設有測量液位的第一液位監(jiān)測器，所述第一液位監(jiān)測器與所述控制采集系統(tǒng)相連接。

較佳地，所述高位冷流體箱上設有多個不同高度的冷液溢流閥，所述冷液溢流閥通過管道與冷流體儲罐相連通。更佳地，所述高位冷流體箱內(nèi)設有測量液位的第二液位監(jiān)測器，所述第二液位監(jiān)測器與所述控制采集系統(tǒng)相連接。

更佳地，所述第一液位監(jiān)測器和所述第二液位監(jiān)測器為壓差傳感器。

較佳地，所述第一溫度計和所述第二溫度計為N型鎧裝熱電偶。

較佳地，所述第一流量計和所述第二流量計為內(nèi)部嵌入有單片機的智能電磁流量計。該種流量計是一種基于法拉第電磁感應定律來測量管內(nèi)導電介質(zhì)體積流量的智能電磁流量計，其內(nèi)部嵌入單片機可與CAN總線連接以進行數(shù)據(jù)通信。

較佳地，所述控制采集系統(tǒng)為NI數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。更佳地，所述第一溫控器、第二溫控器、第一流量計、第二流量計、第一電磁閥、第二電磁閥采用CAN現(xiàn)場總線與控制采集系統(tǒng)相連接進行數(shù)據(jù)通信。

較佳地，所述三通T型管為透明玻璃管，所述冷、熱流體為不同顏色的流體介質(zhì)。當冷、熱流體采用不同顏色的流體介質(zhì)時，混流后的流體經(jīng)過混流管道部分回流至熱流體儲罐，多余流體直接通過排水管排出。這里面流體的顏色不影響熱流體儲罐內(nèi)介質(zhì)，因為熱流體儲罐的介質(zhì)本來就要著色，且回流介質(zhì)溫度較高，比添加冷流體更適宜。

本實用新型的工作原理及具體實施過程為：

制冷系統(tǒng)部分：由冷流體泵將冷流體儲罐中的冷流體泵入高位冷流體箱中，由多個不同高度的溢流閥控制高位冷流體箱中冷流體的液面高度，從而控制高位冷流體箱中的壓力以及冷流體輸出管道中的冷流體的流速；高位冷流體箱內(nèi)的溫度計用來監(jiān)測高位冷流體箱內(nèi)冷流體的溫度，根據(jù)高位冷流體箱內(nèi)的溫度控制，控制為冷流體儲罐降溫的循環(huán)冷卻水的流速，結(jié)合熱交換器，從而保證高位冷流體箱內(nèi)冷流體的溫度恒定。