[发明专利]一种核电化工管道冰塞隔离测试装置

说明书

本发明涉及机械领域，具体涉及一种核电化工管道冰塞隔离测试装置。目前在国内，冰塞作为有效的隔离手段并没有得到广泛的应用。本装置包括支撑架、冰塞实验管道、管道变形检测装置、应变测量装置、温度测量装置、压力测量装置、透射光源、高速摄像头及冰塞制备装置；冰塞实验管道两端通过法兰固定封口；应变测量装置和冰塞实验管道上侧接触连接，管道变形检测装置、温度测量装置和冰塞实验管道下侧接触连接；支撑架固定支撑冰塞实验管道。本专利操作简单、效果明显、方法可靠等优点，因此，可以在核电厂、化工企业都进行推广。

技术领域

本发明涉及机械领域，具体涉及一种核电化工管道冰塞隔离测试装置。

背景技术

核安全是核电事业的生命线，是保持核电持续稳定健康发展的前提和基础。核电厂设备较多、结构复杂且工艺系统很多，维修工作量很大。当系统中管道上的设备需要进行解体或必须拆除才能维修时，则要对该设备的上下游进行隔离或者排掉整个管系中的贵重液体甚至被迫全厂停产等。然后，当该系统的需维修设备附近无隔离设备，或隔离设备暂时不可用，同时考虑到系统的安全性(有些系统作为反应堆热阱在任何时候都必须充满水，有些系统的液体具有放射性，担心放射性外逸等)和经济性(系统介质量大、疏排时间长、重水降级等)，就会给维修带来相当大的难度。在这种情况下伴随着低温工程技术的发展，产生了一种有效的简化管道的维修与处理的方法，即为冰塞法。冰塞又称冷冻堵漏。

所谓冰塞，就是利用制冷剂(液氮或干冰等)对需要隔离的系统管道进行局部冷却，使该管段内的液态介质凝固结冰，形成一段能承受高压力的冰塞，从而实现设备隔离的目的。具有制备冰塞的能力对电站的安全运行和经济性有重大的意义。它能有效地隔离系统，同时又避免了整个系统的停运或疏排，以及放射性物质外逸的风险。在国内，冰塞作为有效的隔离手段并没有得到广泛的应用。对于如何利用冰塞夹套来制作冰塞、如何来表征其温度及冰塞对管道材料的性能影响，运用冰塞时产生的应力是否会对材料造成影响、材料在低温下其性能是否有改变或改变程度有多大、不同管径管道是否都适合使用冰塞技术，另外管道是否能承受冻结应力，为了防止管壁横向温度梯度过大而发生可能的平面缺陷如何控制管道的降温速率等这些很现实而又严峻的问题却没有得到解决，这在很大程度上也限制了冰塞隔离法在国内的广泛应用。导致如何利用冰塞夹技术还处在摸索阶段，这些问题都限制了冰塞技术的进一步发展和推广。

因此，针对冰塞隔离技术存在的问题，开发的一套核电化工管道冰塞隔离技术试验方法与测试装置，可以实时监测管道冰塞应力及管道温度同时也可进行冰塞隔离对电厂管道材料的性能影响研究。对提高核电站维修效率，保证核电设备安全性、可靠性和使用寿命至关重要。

本装置具有操作简单、效果明显、方法可靠等优点，因此，可以在核电厂、化工企业都进行推广。

发明内容

1、发明目的

为了研究冰塞技术在实际运用过程中因为温度变化和液体相变而产生的应力对管道所造成的影响，冰塞过程管道的温度梯度及冰塞形成过程进行相应的研究及如何将冰塞应用与管道隔离技术。本发明提供一种有效的试验装置及研究方法可以准确地测量分析冰塞隔离技术对核电管道的力学性能影响，冰塞结冰过程及冰塞过程管道温度变化等等，进一步将冰塞技术用于核电行业，指导工程实践。提高核电站维修效率，保证核电设备安全性、可靠性和使用寿命至关重要。

2、技术方案

一种核电化工管道冰塞隔离测试装置，包括支撑架、冰塞实验管道、管道变形检测装置、应变测量装置、温度测量装置、压力测量装置、透射光源、高速摄像头及冰塞制备装置；冰塞实验管道两端通过透明法兰固定封口；应变测量装置和冰塞实验管道上侧接触连接，管道变形检测装置、温度测量装置和冰塞实验管道下侧接触连接；支撑架固定支撑冰塞实验管道。

所述的支撑架为框架结构，底部为正方形板，矩形钢板焊接在铝板中央，矩形钢板顶部开V形槽；支撑架共两个，对称分布。