[发明专利]核电站管道外壁面温度测量装置

说明书

技术领域

本发明属于核电站温度测量领域，更具体地说，本发明涉及一种核电站管道外壁面温度测量装置。

背景技术

随着时间的推移，国内外较早的核电站开始逐步面临延寿、设备老化等问题，加之福岛事件后各国均对新建核电站建造提出了更为严格的要求，因此，核电站的寿命管理已成为一个越来越重要的问题。目前，在核电事业起步较早的国家(美、日、德等)，已经把优化核电站寿命管理、确保核电站在超出设计寿命时能安全运行作为核电发展的第二个目标(第一个目标为在设计寿期内，确保核电站安全、经济的运行)。同时，美国NRC在2007年提出，对于新建核电站，需要按RG1.207导则考虑环境对发电设备金属材料疲劳的影响，并在NRC的研究报告NUREG/CR-6909中给出了实施细则。可以预测，疲劳监测系统在核电站中的应用将成为在役核电站及新建核电站的一种发展趋势。

核电站一回路压力边界管道和设备的疲劳，主要是由于运行工况变化导致的金属冷热交变引起的热应力造成的，因此，准确测量一回路压力边界管道的温度交变是疲劳分析的前提条件。目前，一回路压力边界管道的温度测量主要通过以下两种方式实现：

1)在被测管道上开孔，利用带有套管的热电偶测量被测管道内流体的温度，然后通过传热学计算得出管道壁面温度。但是，这种方式需要在被测管道上开孔，导致在一个截面上测多点温度的难度很高，而且测温装置的安装和拆卸都很不方便；更重要的是，对于长期运行在高温、高压工况下的管道来说，开孔不利于安全运行，开孔测温会带来潜在的放射性流体泄漏风险。

2)在被测管道上焊接测温探头进行管道外壁面温度测量。但是，焊接会在被测管道的金属材质内产生应力，以致对管道的内部应力和材质均匀性造成影响，同样不利于管道在高温、高压下长期安全运行。另外，此方法还存在测温装置安装不便，热电偶故障时难以更换等缺点。

有鉴于此，确有必要提供一种能够解决上述问题的管道外壁面温度测量装置。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种拆装方便且不影响管道安全运行的核电站管道外壁面温度测量装置，以在确保高温、高压管道安全运行的同时，实现同一管道截面的多点温度测量。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种核电站管道外壁面温度测量装置，其包括热电偶、热电偶固定环和用于保护热电偶的热电偶保护装置；热电偶固定环包括金属软片和分设于金属软片两端的紧固组件，热电偶焊接在金属软片外壁上；热电偶保护装置设置在热电偶上方以对其进行保护；使用时，紧固组件将金属软片的两端连接在一起而使金属软片成为环形，且内壁紧贴于被测管道的外壁面，热电偶所测温度即为被测管道外壁面的温度。

优选地，所述金属软片的厚度为1～1.5mm。

优选地，所述紧固组件优选为采用便于拆卸的钩卡接头。

优选地，所述紧固组件上设有避免金属软片因被测管道冷热变化而松弛的压紧弹簧。

优选地，所述热电偶焊接在热电偶固定环的金属软片上并用U型卡固定，热电偶与金属软片采用银焊连接，U型卡与金属软片采用氧弧焊连接。

优选地，所述热电偶的数量和位置根据被测管道的测温需求进行均匀或非均匀布置，每一处测温位置均采用双热电偶布置方案。

优选地，所述热电偶保护装置包括环形的保护罩和固定在保护罩内壁边缘的支撑柱；保护罩的内径和宽度均大于热电偶固定环的对应尺寸；使用时，保护罩套设在热电偶固定环外，支撑柱的自由端支撑在被测管道的外壁面上，保护罩通过支撑柱的支撑而与被测管道外壁面保持间隙，热电偶固定环及热电偶位于保护罩与被测管道的间隙中而得到保护。

优选地，所述保护罩包括两个通过合页连接的刚性半圆，两个刚性半圆的开口端通过紧固组件连接；支撑柱均匀固定在两个刚性半圆的内壁边缘。

优选地，所述保护罩的紧固组件优选为采用便于拆卸的钩卡接头；保护罩的紧固组件上还设有压紧弹簧，以避免因为被测管道冷热变化而导致保护罩松弛。

优选地，所述保护罩的两刚性半圆的边缘均开设有镂空孔。

优选地，所述测量装置还包括导线引出管；保护罩上开设有导线引出孔，导线引出管焊接在保护罩外，且一端管口与导线引出孔对齐；使用时，热电偶的延长导线从导线引出管引出而实现与外部对应装置的电连接。

与现有技术相比，采用本发明核电站管道外壁面温度测量装置，可以在不对被测管道进行开孔和焊接的情况下，较为准确地测出被测管道外壁面的温度；同时，还能够对被测管道的任一截面进行多点温度测量，并解决了测量装置的拆卸和更换问题。