[发明专利]一种COD可调的核级管道泄漏率测量实验装置及方法

说明书

本申请公开了一种COD可调的核级管道泄漏率测量实验装置及方法，包括支撑台架、输送机构、裂纹试验机构、载荷施加机构和裂纹测量机构；裂纹试验机构包括裂纹环片、进口管段、出口管段和封头；裂纹环片的两端分别连接于进口管段的一端和出口管段的一端；进口管段的远离裂纹环片的端部，以及出口管段的远离裂纹环片的端部设置有封头；出口管段设置有第一排放管段和第二排放管段；输送机构包括主管路以及安装于主管路的第一质量流量计；主管路的一端与进口管段连通；载荷施加机构连接于进口管段和出口管段；裂纹测量机构与裂纹环片连接。本申请实现了使用一个裂纹环片来测量不同裂纹张开位移下的试验数据，降低了试验成本。

技术领域

本申请涉及泄漏测量技术领域，尤其涉及一种COD可调的核级管道泄漏率测量实验装置及方法。

背景技术

破前泄漏分析技术(Leak-before-break，LBB)是一种应用于国内外核电站管道安全的技术。破前泄漏技术可以应用于核电站主蒸汽管道的泄漏、主给水管道的泄漏以及蒸汽发生器的泄漏研究，通过对裂纹泄漏率测量评估管道裂纹的尺寸与安全性，其中对已知尺寸裂纹泄漏率的研究极为重要。

泄漏过程为高温高压流体通过裂纹喷射到低压环境中，其中过冷水经过闪蒸泄漏还会发生相变转化，变成气液两相混合物。泄漏与流体的热工水力特性、裂纹的几何形貌参数，尤其是裂纹的长径比有关。

对裂纹泄漏过程的模型研究需要大量高精度的试验数据进行验证，从而验证泄漏率模拟软件的有效性与可靠性。同时，试验分析也可以对裂纹张开位移(Crack openingdisplacement，COD)、形貌尺寸与粗糙度等因素对泄漏率的影响进行分析。目前，管道泄漏率测量的试验目前大部分是人工预制裂纹，在管道裂纹泄漏率测量试验中，需要得到大量的不同裂纹张开位移的裂纹的泄漏数据，而需要制作多个裂纹试验件，导致试验成本较高。

发明内容

本发明实施例提供了一种COD可调的核级管道泄漏率测量实验装置及方法，解决了现有技术中管道裂纹泄漏率测量试验需要多个裂纹试验件，导致试验成本较高的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种COD可调的核级管道泄漏率测量实验装置，包括支撑台架、输送机构、裂纹试验机构、载荷施加机构和裂纹测量机构；所述裂纹试验机构包括裂纹环片、进口管段、出口管段和封头；所述裂纹环片的两端分别连接于所述进口管段的一端和所述出口管段的一端；所述进口管段的远离所述裂纹环片的端部，以及所述出口管段的远离所述裂纹环片的端部均设置有所述封头；所述进口管段和所述出口管段均支撑于所述支撑台架上；所述出口管段(330)设置有第一排放管段(350)和第二排放管段(360)；所述第一排放管段(350)用于在试验前打开并排放所述裂纹试验机构(300)内的气体，所述第二排放管段(360)用于在试验后打开并排放所述裂纹试验机构(300)内残余的工质；所述输送机构包括主管路以及安装于所述主管路的第一质量流量计；所述主管路的一端与所述进口管段连通，所述主管路的另一端用于与第一工质源连通；所述载荷施加机构连接于所述进口管段和所述出口管段，能够向所述进口管段和所述出口管段施加载荷，以改变所述裂纹环片上的裂纹张开位移；所述裂纹测量机构与所述裂纹环片连接，能够测量所述裂纹环片上的裂纹张开位移。

在一种可能的实现方式中，所述输送机构还包括分支管路、安装于所述分支管路的第二质量流量计、第一工质阀门和第二工质阀门；所述分支管路的两端均与所述主管路连通，且所述分支管路的两端分别位于所述第一质量流量计的两侧；所述主管路的远离所述进口管段的一端用于同时与第二工质源连通；所述第一工质阀门安装于所述主管路，且位于所述分支管路的两端之间；所述第二工质阀门安装于所述分支管路。

在一种可能的实现方式中，所述输送机构还包括输送总阀，所述输送总阀安装于所述主管路，且靠近所述主管路的入口。