一種核電站超設(shè)計(jì)基準(zhǔn)泄壓閥門(mén)的高溫試驗(yàn)方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及核電站超設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故環(huán)節(jié)設(shè)備和系統(tǒng)閥門(mén)的試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種核電站超設(shè)計(jì)基準(zhǔn)泄壓閥門(mén)的高溫試驗(yàn)方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)核電站發(fā)生高壓熔堆事故時(shí)，一回路系統(tǒng)的堆芯熔融物會(huì)在高壓作用下噴射到安全殼內(nèi)，進(jìn)而帶來(lái)如下危害:首先，熔融物噴射形成的脈沖波，會(huì)對(duì)安全殼的結(jié)構(gòu)完整性構(gòu)成直接威脅;其次，熔融物直接加熱安全殼中氣體使安全殼壓力升高，會(huì)導(dǎo)致安全殼超壓或者點(diǎn)燃?xì)錃鈱?dǎo)致快燃爆炸;再次，熔融物會(huì)損壞安全殼內(nèi)的相關(guān)系統(tǒng)、設(shè)備和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。因此，當(dāng)此類(lèi)嚴(yán)重事故發(fā)生時(shí)，必須采取可靠有效的措施，及時(shí)對(duì)一回路進(jìn)行泄壓，在壓力容器失效之前把反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)的壓力降低到2.0MPa(abs)以下，避免高壓熔堆事故的發(fā)生，維持一回路設(shè)備的完整性，防止放射性物質(zhì)的泄漏。目前，通過(guò)如圖1所示的事故處理系統(tǒng)對(duì)一回路進(jìn)行泄壓，泄壓原理為:當(dāng)穩(wěn)壓器I檢測(cè)到一回路壓力超過(guò)安全臨界值時(shí)，依次控制平行座閘閥2和角式截止閥3打開(kāi)，以對(duì)一回路進(jìn)行泄壓，圖中箭頭表示泄壓流向。用于在上述事故處理系統(tǒng)中的泄壓閥門(mén)主要為超設(shè)計(jì)基準(zhǔn)泄壓閥，該閥門(mén)的高溫試驗(yàn)驗(yàn)證方法直接決定閥門(mén)性能的可靠性，甚至關(guān)系到核電廠安全。
[0003]現(xiàn)有超設(shè)計(jì)基準(zhǔn)泄壓閥的大部分廠家采用冷態(tài)的試驗(yàn)方法，即在室溫下對(duì)閥門(mén)進(jìn)行強(qiáng)度、密封等型式試驗(yàn)，以驗(yàn)證閥門(mén)的性能。也有廠家采用中溫?zé)釕B(tài)(< 350°C)模擬實(shí)際工況的方法，采用常溫流體介質(zhì)和中溫流體介質(zhì)來(lái)模擬高溫工況或嚴(yán)重事故，以驗(yàn)證試驗(yàn)閥門(mén)的高溫性能;其中，采用常溫流體介質(zhì)，通過(guò)相應(yīng)溫壓等級(jí)的轉(zhuǎn)換來(lái)驗(yàn)證高溫實(shí)際工況閥門(mén)的性能;采用中溫?zé)釕B(tài)(< 350°C)流體介質(zhì)，通過(guò)試驗(yàn)回路來(lái)模擬驗(yàn)證高溫實(shí)際工況閥門(mén)的性能等等。但是，閥門(mén)在真實(shí)工況下的溫度和壓力環(huán)境通常高于現(xiàn)有試驗(yàn)設(shè)定的溫度和壓力環(huán)境，尤其在嚴(yán)重事故工況下，閥門(mén)內(nèi)部溫度可達(dá)650°C，并且此時(shí)要求閥門(mén)設(shè)備能夠保證正常的啟閉功能。然而冷態(tài)或中溫?zé)釕B(tài)的試驗(yàn)方法僅僅是通過(guò)一定的轉(zhuǎn)換方法達(dá)到閥門(mén)性能驗(yàn)證的目的，試驗(yàn)裝置具備的參數(shù)與閥門(mén)實(shí)際工況差別較大，實(shí)際溫度和實(shí)際壓力達(dá)不到真實(shí)事故工況(溫度達(dá)650°C)的要求，不能完全模擬和驗(yàn)證閥門(mén)的實(shí)際使用工況，不能準(zhǔn)確驗(yàn)證閥門(mén)在真實(shí)工況下的性能。
[0004]也就是說(shuō)，現(xiàn)有采用冷態(tài)或中溫?zé)釕B(tài)的試驗(yàn)方法進(jìn)行核電站超設(shè)計(jì)基準(zhǔn)泄壓閥門(mén)性能試驗(yàn)，只能近似模擬和驗(yàn)證閥門(mén)的性能，不能完全反應(yīng)出的技術(shù)問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的采用冷態(tài)或中溫?zé)釕B(tài)的試驗(yàn)方法進(jìn)行核電站超設(shè)計(jì)基準(zhǔn)泄壓閥門(mén)性能試驗(yàn)，只能近似模擬和驗(yàn)證閥門(mén)的性能，不能完全反應(yīng)出閥門(mén)實(shí)際的工作性能的技術(shù)問(wèn)題，提供了一種核電站超設(shè)計(jì)基準(zhǔn)泄壓閥門(mén)的高溫試驗(yàn)方法及裝置，能模擬超設(shè)計(jì)基準(zhǔn)泄壓閥高溫運(yùn)行工況(360°C)和事故工況(650°C)內(nèi)部高溫高壓流體工況環(huán)境，實(shí)現(xiàn)超設(shè)計(jì)基準(zhǔn)泄壓閥在高溫高壓運(yùn)行工況和事故工況下的操作循環(huán)和高溫啟閉動(dòng)作性能試驗(yàn)，從而驗(yàn)證超設(shè)計(jì)基準(zhǔn)泄壓閥在高溫工況下的可運(yùn)行性和可靠性，能完全反應(yīng)出閥門(mén)實(shí)際的工作性能。
[0006]—方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種核電站超設(shè)計(jì)基準(zhǔn)泄壓閥門(mén)的高溫試驗(yàn)方法，包括以下步驟:
[0007]S1、將試驗(yàn)閥門(mén)安裝并固定在高溫試驗(yàn)臺(tái)上，并與閥門(mén)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)固定連接；
[0008]S2、通過(guò)在所述試驗(yàn)閥門(mén)的進(jìn)、出口安裝密封組件，將加熱模塊固定并密封于所述試驗(yàn)閥門(mén)的內(nèi)部；
[0009]S3、在所述密封組件上固定安裝溫度傳感器，并通過(guò)控制線將所述溫度傳感器與溫壓檢測(cè)模塊連接；
[0010]S4、將所述密封組件與加壓模塊連接，并通過(guò)控制線將所述加壓模塊與所述溫壓檢測(cè)模塊連接；
[0011]S5、將各個(gè)試驗(yàn)設(shè)備和檢測(cè)模塊通過(guò)控制線匯集于總端控制模塊上，并通過(guò)所述總端控制模塊來(lái)檢測(cè)和記錄試驗(yàn)過(guò)程中溫度和壓力的變化；
[0012]S6、通過(guò)所述加熱模塊和所述加壓模塊模擬超設(shè)計(jì)基準(zhǔn)泄壓閥高溫在運(yùn)行工況和事故工況下的內(nèi)部高溫高壓流體工況環(huán)境，并結(jié)合所述溫度傳感器、所述溫壓檢測(cè)模塊、所述閥門(mén)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和所述總端控制模塊對(duì)所述試驗(yàn)閥門(mén)進(jìn)行性能試驗(yàn)。
[0013]可選的，所述步驟S6具體包括:
[0014]S61、調(diào)整所述閥門(mén)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，以控制所述試驗(yàn)閥門(mén)處于關(guān)閉狀態(tài)；
[0015]S62、通過(guò)所述加壓模塊向所述試驗(yàn)閥門(mén)內(nèi)部注入試驗(yàn)介質(zhì)，按照所述高溫試驗(yàn)設(shè)定在運(yùn)行工況和事故工況條件下的要求，通過(guò)所述加熱模塊和所述加壓模塊按一定溫升速率對(duì)所述試驗(yàn)閥門(mén)進(jìn)行升溫、升壓，并通過(guò)所述溫壓檢測(cè)模塊檢測(cè)并顯示所述試驗(yàn)閥門(mén)的實(shí)時(shí)溫度和壓力；
[0016]S63、當(dāng)所述試驗(yàn)閥門(mén)的溫度和壓力達(dá)到運(yùn)行工況和事故工況規(guī)定值時(shí)，通過(guò)所述閥門(mén)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)分別在運(yùn)行工況和事故工況下對(duì)所述試驗(yàn)閥門(mén)進(jìn)行啟閉動(dòng)作試驗(yàn)，同時(shí)按照閥門(mén)試驗(yàn)規(guī)程要求操作所述試驗(yàn)閥門(mén)，并將試驗(yàn)結(jié)果記錄和存檔。
[0017]可選的，所述步驟S62具體包括:
[0018]通過(guò)所述加壓模塊向所述試驗(yàn)閥門(mén)內(nèi)部注入試驗(yàn)介質(zhì)，同時(shí)檢驗(yàn)所述密封組件與所述試驗(yàn)閥門(mén)的密封性能；
[0019]當(dāng)所述密封性能良好時(shí)，按照所述高溫試驗(yàn)設(shè)定在運(yùn)行工況和事故工況條件下的要求，通過(guò)所述加熱模塊和所述加壓模塊按一定溫升速率對(duì)所述試驗(yàn)閥門(mén)進(jìn)行升溫、升壓，并通過(guò)所述溫壓檢測(cè)模塊檢測(cè)并顯示所述試驗(yàn)閥門(mén)的實(shí)時(shí)溫度和壓力。
[0020]可選的，在安裝有所述密封組件的試驗(yàn)閥門(mén)上設(shè)置有保溫模塊，所述S63具體為:[0021 ]當(dāng)所述試驗(yàn)閥門(mén)的溫度和壓力達(dá)到運(yùn)行工況和事故工況規(guī)定值時(shí)，通過(guò)所述加熱模塊、所述加壓模塊和所述保溫模塊共同維持所述試驗(yàn)閥門(mén)處于試驗(yàn)所需的溫度和壓力范圍，并通過(guò)所述閥門(mén)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)分別在運(yùn)行工況和事故工況下對(duì)所述試驗(yàn)閥門(mén)進(jìn)行啟閉動(dòng)作試驗(yàn)，同時(shí)按照閥門(mén)試驗(yàn)規(guī)程要求操作所述試驗(yàn)閥門(mén)，并將試驗(yàn)結(jié)果記錄和存檔。
[0022]可選的，所述步驟SI還包括:
[0023]在所述試驗(yàn)閥門(mén)與所述閥門(mén)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)固定連接后，對(duì)所述閥門(mén)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸入啟閉信號(hào)，以對(duì)所述試驗(yàn)閥門(mén)進(jìn)行啟閉動(dòng)作試驗(yàn)，從而驗(yàn)證所述試驗(yàn)閥門(mén)是否滿足閥門(mén)性能要求，并在驗(yàn)證結(jié)果為是時(shí)，執(zhí)行步驟S2。
[0024]可選的，所述步驟S5還包括:
[0025]通過(guò)所述總端控制模塊檢查各個(gè)試驗(yàn)設(shè)備和檢測(cè)模塊是否能正常工作，并在所述檢測(cè)結(jié)果為是時(shí)，執(zhí)行步驟S6;其中，所述試驗(yàn)設(shè)備包括所述加熱模塊和所述加壓模塊。
[0026]可選的，所述密封組件包括栗板和密封墊片。
[0027]另一方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種核電站超設(shè)計(jì)基準(zhǔn)泄壓閥門(mén)的高溫試驗(yàn)裝置，包括:與試驗(yàn)閥門(mén)固定連接的閥門(mén)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，固定設(shè)置在所述試驗(yàn)閥門(mén)內(nèi)部的加熱模塊，通過(guò)螺栓固定連接在所述試驗(yàn)閥門(mén)進(jìn)、出口的密封組件，固定安裝在所述密封組件上的溫度傳感器，與所述密封組件連接的加壓模塊，通過(guò)控制線與所述溫度傳感器和所述加壓模塊連接的溫壓檢測(cè)模塊，以及通過(guò)控制線與各個(gè)試驗(yàn)設(shè)備和檢測(cè)模塊連接的總端控制模塊；
[0028]所述閥門(mén)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)用于接收啟閉信號(hào)，并驅(qū)動(dòng)所述試驗(yàn)閥門(mén)開(kāi)啟或關(guān)閉；
[0029]所述密封組件用于將所述加熱模塊密封于所述試驗(yàn)閥門(mén)內(nèi)部；
[0030]所述加熱模塊用于在試驗(yàn)過(guò)程中對(duì)所述試驗(yàn)閥門(mén)內(nèi)部進(jìn)行加熱，以使所述試驗(yàn)閥門(mén)內(nèi)部的溫度達(dá)到所述高溫試驗(yàn)的溫度要求；
[0031 ]所述溫度傳感器用于獲取所述試驗(yàn)閥門(mén)內(nèi)部的溫度信號(hào)；
[0032]所述加壓模塊用于在試驗(yàn)過(guò)程中對(duì)所述試驗(yàn)閥門(mén)進(jìn)行加壓，以使所述試驗(yàn)閥門(mén)內(nèi)部的壓力達(dá)到所述高溫試驗(yàn)的壓力要求；
[0033]所述溫壓檢測(cè)模