发明名称 一种测试核电稳压器安全阀排量试验装置的试验方法
摘要 本发明提供一种测试核电稳压器安全阀排量的试验装置和试验方法,装置主要由直流锅炉、汽水分离器、储能器、试验容器、背压容器、控制系统组成。通过调节直流锅炉蒸汽过热度及向集气箱补充水的方式,实现对蒸汽干度的准确控制;通过储能器与试验容器的组合设计保证测稳压器安全阀能够长时间稳定排放,同时该组合式设计可以大大的降低系统对锅炉的要求;通过压力感应系统与控制系统的共同作用,实现在排放过程中背压容器压力可调的要求。通过高频率数据采集系统,采集试验过程中的温度压力数据。该试验装置和方法具有操作弹性大、测试过程稳定、可维持测试时间长、测试精度高等特点。
申请公布号 CN104568402B 申请公布日期 2017.02.22
申请号 CN201410770658.0 申请日期 2014.12.15
申请人 华东理工大学 发明人 于新海;张健;杨留;涂善东;轩福贞
分类号 G01M13/00(2006.01)I 主分类号 G01M13/00(2006.01)I
代理机构 上海顺华专利代理有限责任公司 31203 代理人 谈顺法
主权项 一种测试核电稳压器安全阀排量试验装置的试验方法,所述试验装置包括:一个通过蒸汽的燃气直流锅炉(1),一个蒸汽集气箱(3),一个用于稳定燃气直流锅炉输出压力同时对燃气直流锅炉产生水蒸汽进行汽水分离的汽水分离器(9),一个用于储存高压蒸汽的储能器(22),一个用于试验阀门的试验容器(31),一个用来提供稳定背压的背压容器(38),一个用于吸收背压容器出口蒸汽的冷凝水池(44),通过管道和阀门依次连接;燃气直流锅炉(1)与蒸汽集气箱(3)之间安装有第一电动调节阀(2),蒸汽集气箱(3)与汽水分离器(9)之间安装有第二电动调节阀(8),汽水分离器(9)与储能器(22)之间顺次安装有电动闸阀(14)、第一干度计(15)、第三电动调节阀(16),储能器(22)与试验容器(31)之间依次安装有第一快开阀(23)、第五压力检测器(24)、孔板流量计(25)、压差变送器(26)、第二干度计(27)、第四温度检测器(28)、第四电动调节阀(29),被测核电稳压器安全阀(37)的入口通过电动球阀(36)与试验容器(31)相连,被测核电稳压器安全阀(37)出口与背压容器(38)相连;背压容器与试验容器之间还安装有第五电动调节阀(33),背压容器与冷凝水池之间安装有第二快开阀(43),一个PLC控制系统(45)控制第五电动调节阀(33)和第二快开阀(43)的开度;蒸汽集气箱(3)上设置一补水阀(4);蒸汽集气箱(3)、汽水分离器(9)、储能器(22)、试验容器(31)、背压容器(38)的上部都安装有监测容器压力的压力检测器、监测容器温度的温度检测器和快速卸载容器中的压力的快速放空阀,依次分别为:第一压力检测器(5)、第二压力检测器(10)、第四压力检测器(20)、第六压力检测器(35)、第七压力检测器(41),第一温度检测器(6)、第二温度检测器(11)、第三温度检测器(19)、第五温度检测器(34)、第六温度检测器(40),第一快速放空阀(7)、第二快速放空阀(12)、第三快速放空阀(18)、第四快速放空阀(30)、第五快速放空阀(42);汽水分离器(9)、储能器(22)、试验容器(31)、背压容器(38)的底部分别安装有第一气动调节排凝阀(13)、第二气动调节排凝阀(21)、第三气动调节排凝阀(32)、第四气动调节排凝阀(39),一套高频数据采集系统(46)与系统中各个压力检测器、温度检测器、干度计和孔板流量计相连;所述的燃气直流锅炉(1)包括锅炉主体、反渗透水处理系统、除氧热水箱及其自控系统、锅炉给水泵及水泵润滑系统;燃料为天然气或重油;燃气直流锅炉的排量不低于5ton/h,蒸汽过热度精度为±3℃,蒸汽过热度在50℃范围内可调,蒸汽干度≥98%;所述的蒸汽集气箱(3)为压力容器,体积为1‐2m<sup>3</sup>;所述的汽水分离器(9)为高温高压容器,容积为2‐5m<sup>3</sup>;所述的储能器(22)为高温高压容器,容积为30‐50m<sup>3</sup>;所述的试验容器(31)为高温高压容器,容积为10‐30m<sup>3</sup>;所述的补水阀(4),公称通径为50‐100mm;所述的电动调节阀均为百分比电动调节阀,包括远程控制系统和手动调节装置,其中:第一电动调节阀(2)、第二电动调节阀(8),公称通径为100‐300mm;第三电动调节阀(16)、第四电动调节阀(29)、第五电动调节阀(33)公称通径为100‐200mm;所述的电动闸阀(14),公称通径为100‐200mm;所述的第一快开阀(23)的公称通径为100‐200mm;第二快开阀(43)的公称通径为100‐300mm;所述的电动球阀(36),公称通径为100‐200mm;所述的管道的公称直径为200‐300mm;所述的压差变送器(26)精度为±0.1%;所述的干度计的测量精度为±0.5%,干度计插入深度为管线中心位置;所述的温度检测器均为热电偶,分辨率不低于0.5℃;所述的压力检测器均为电压输出压力传感器;所述的PLC控制系统(45)为西门子CPU315‑2DP,是中央处理单元的控制器系统,系统内的CPU单元支持中断控制、中间寻址、内置的PID、字长32bit;所述的高频数据采集系统(46),采集频率不低于10KHz;其特征在于,所述试验方法主要步骤包括:1)燃气直流锅炉(1)从冷态启动,锅炉水进入燃气直流锅炉;2)打开汽水分离器(9)下方的第一气动调节排凝阀(13)进行冷凝水排放;3)燃气直流锅炉(1)进行点火操作,燃气直流锅炉内的温度逐渐升高,产生蒸汽;当蒸汽温度达到150℃后,关闭第二电动调节阀(8),通过控制第一电动调节阀(2)的开度使燃气直流锅炉压力达到预设值,打开第二电动调节阀(8)、电动闸阀(14)、第三电动调节阀(16)、第一快开阀(23)、第四电动调节阀(29)分别对汽水分离器(9)、储能器(22)、试验容器(31)进行预热;预热过程中每半个小时左右打开汽水分离器(9)底部的第一气动调节排凝阀(13)、储能器(22)底部的第二气动调节排凝阀(21)、试验容器(31)底部的第三气动调节排凝阀(32)进行排凝操作;预热过程中控制容器内外壁之间的温度差不超过50℃;4)当试验容器(31)内的压力升高至设定压力后,关闭第一快开阀(23)、第四电动调节阀(29),通过燃气直流锅炉继续对储能器(22)进行升压,升压过程中监测第一干度计(15)显示干度值,当蒸汽数值偏离预设数值时通过补水阀(4)和增加燃气直流锅炉内蒸汽过热度的方式进行调节;5)当储能器压力达到预设压力,关闭电动闸阀(14)、第三电动调节阀(16),停止燃气直流锅炉对储能器供气,保持燃气直流锅炉(1)开机状态,将汽水分离器(9)压力保持在设定值;6)升压过程中观察第一干度计(15)的干度值,如果干度值低于设定值,打开储能器顶部的第三快速放空阀(18),进行排气,同时提高燃气直流锅炉(1)的功率,提供新鲜蒸汽进行补充;如果储能器内蒸汽的过热度值高于设定值,打开储能器顶部的第三快速放空阀(18),进行排气,同时打开集气箱上的补水阀(4)进行补水,使用干度较低的蒸汽对储能器(22)进行补气;7)打开试验容器(31)底部的第三气动调节排凝阀(32),进行排凝操作;排凝结束后手动缓慢打开第五电动调节阀(33),对背压容器(38)进行预热操作,预热过程中控制容器内外壁之间的温度差不超过50℃;预热结束后打开背压容器(38)底部的第四气动调节排凝阀(39)进行排凝操作,排凝操作结束后PLC控制系统投入使用,通过PLC控制系统控制背压容器(38)压力稳定在设定压力值;8)打开第一快开阀(23),缓慢打开第四电动调节阀(29),对试验容器进行升压,当压力升高至被测核电稳压器安全阀(37)整定压力的90%后关闭第四电动调节阀(29),缓慢打开电动球阀(36),对被测核电稳压器安全阀(37)进行规定时间的预热,预热时间不低于30min,预热结束后,高频数据采集系统(46)开始数据采集;9)缓慢打开第四电动调节阀(29),压力升高至被测核电稳压器安全阀(37)整定压力的100%后,被测核电稳压器安全阀(37)动作,被测核电稳压器安全阀(37)出口蒸汽排放进入背压容器(38),背压容器(38)在PLC控制系统(45)的作用下压力稳定在设定值,背压容器(38)内多余气体排放进入冷凝水池(44)进行吸收;10)被测核电稳压器安全阀(37)在排放过程中通过调节第四电动调节阀(29)的开度使试验容器(31)内的压力一直维持在设定值;11)被测核电稳压器安全阀(37)在排放过程中,高频数据采集系统(46)连续采集:第一压力检测器(5)、第二压力检测器(10)、第三压力检测器(17)、第四压力检测器(20)、第五压力检测器(24)、第六压力检测器(35)、第七压力检测器(41)的压力数据,孔板流量计(25)的流量数据,第一干度计(15)、第二干度计(27)的蒸汽干度数据,第一温度检测器(6)、第二温度检测器(11)、第三温度检测器(19)、第四温度检测器(28)、第五温度检测器(34)、第六温度检测器(40)的温度数据;12)被测核电稳压器安全阀(37)完成规定时间稳定排放后,关闭第一快开阀(23),被测核电稳压器安全阀(37)关闭,关闭高频数据采集系统(46),关闭PLC控制系统(45),试验结束。
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