[發明專利]核電站管道泄漏模擬試驗系統及方法

有效

• 申請號: 202110083167.9
• 申請日: 2021-01-21
• 公開（公告）號: CN112927828B
• 公開（公告）日: 2023-07-21
• 發明（設計）人: 夏祖國;毛慶;彭華清;王驕亞;王楷;田駿;臧益明
• 申請（專利權）人: 深圳中廣核工程設計有限公司;中廣核工程有限公司;中國廣核集團有限公司;中國廣核電力股份有限公司
• 主分類號: G21C17/017
• 分類號: G21C17/017;G21C17/00;G21D3/06
• 代理公司: 深圳市瑞方達知識產權事務所(普通合伙) 44314
• 代理人: 高瑞

1.一種核電站管道泄漏模擬試驗系統，其特征在于，包括：管道模擬裝置、加熱裝置、泄漏模擬裝置、采集裝置及上位機；其中，

所述管道模擬裝置包括：用于模擬核電站管道的主模擬管道；套設在所述主模擬管道外圍的保溫層；用于支撐所述主模擬管道的支架；

所述加熱裝置包括：分散設置在所述主模擬管道內壁的多個加熱管；用于調節所述加熱管的加熱功率的調功柜；

所述泄漏模擬裝置包括：用于產生不同類型介質的介質發生裝置；設置在所述介質發生裝置的輸出端口上的調節閥；分散設置在所述主模擬管道的圓周或半圓周上，且從所述主模擬管道內依次穿過所述主模擬管道的管壁、所述保溫層的多個噴嘴；連接所述調節閥與相應噴嘴的多個輸送管道；

其中，所述噴嘴的數量為五個，且在所述主模擬管道同一截面的右半圓周上每間隔45度設置一噴嘴，所述主模擬管道同一截面的右半圓周上設有分別供各所述噴嘴伸出的通孔；所述噴嘴與所述主模擬管道通過卡套連接，所述卡套的下端與相應所述輸送管道的一端連通，所述輸送管道的另一端通過外部軟管接入所述介質發生裝置；所述噴嘴可更換為不同的孔徑，所述調節閥的開度可進行調節，從而模擬不同的泄漏率；

所述采集裝置包括：沿所述主模擬管道軸線方向分散設置在所述保溫層外圍的多個溫濕度傳感器；沿所述主模擬管道軸線方向分散設置的多組溫度檢測模塊，且每組溫度檢測模塊包括沿所述主模擬管道圓周方向分散設置在所述主模擬管道內壁和外壁上的多個熱電偶；用于對所述熱電偶所檢測的管道溫度信息及所述溫濕度傳感器所檢測的介質溫濕度信息進行處理的采集模塊；

所述上位機，用于接收用戶輸入的模擬測試指令，并根據所述模擬測試指令獲取相應的加熱狀態信息及泄漏狀態信息；而且，根據所述加熱狀態信息，通過所述調功柜調節所述加熱管的加熱功率，以使所檢測的管道溫度達到核電站管道正常運行工況下的溫度；根據所述泄漏狀態信息，控制所述介質發生裝置輸出相應類型的介質及對相應的調節閥的開度進行調節；還用于從所述采集模塊實時獲取介質溫濕度信息，并根據所述介質溫濕度信息確定與當前模擬測試指令相對應的介質溫濕度響應曲線；還用于根據多個模擬測試指令分別所對應的介質溫濕度信息，建立介質泄漏模型，所述介質泄漏模型如式(1)所示：

Leak(t)＝f_L(S_pi，T_pi,A_c，L_is，A_d，P_st，P，T，Q，C_L，t)????(1)

其中，Spi為主模擬管道的外形尺寸，為固定值；Tpi為主模擬管道的表面溫度；Ac為5個不同噴嘴的周向角度；Lis為相鄰保溫層之間的縫隙，為固定值；Ad為主模擬管道的傾角，包括0度(水平)和90度(垂直)；Pst為泄漏在軸線上的變化，其與四個溫濕度傳感器的安裝位置有關；P為冷卻介質的壓力，可通過調節閥調節；T為冷卻介質的溫度，可通過調節加熱管的功率調節；Q為冷卻介質的質量流量，可通過調節閥實現調節，且可用質量流量計測量；CL為冷卻介質的類型，包括更換水、蒸汽；t為泄漏時間，可在連續采集時進行時間記錄。

2.根據權利要求1所述的核電站管道泄漏模擬試驗系統，其特征在于，

所述上位機，還用于根據所述介質溫濕度響應曲線，確定溫濕度閾值及響應時間。

3.根據權利要求1所述的核電站管道泄漏模擬試驗系統，其特征在于，

所述上位機，還用于根據多個模擬測試指令分別所對應的介質溫濕度信息，確定核電站管道正常運行工況下的溫濕度傳感器的選型、安裝方式、布置方案；其中，多個模擬測試指令包括不同的加熱狀態信息和/或泄漏狀態信息。

4.根據權利要求1所述的核電站管道泄漏模擬試驗系統，其特征在于，沿所述主模擬管道軸線方向，在所述保溫層外圍每間隔550mm距離設置一個溫濕度傳感器。