一种核电站安全壳机械贯穿件隔离阀密封试验装置和试验方法与流程

本发明涉及核安全技术领域，特别涉及一种针对安全壳隔离阀门的密封性进行测量以安全壳的泄漏率的方法和装置。

背景技术

安全壳是核电厂防止放射性物质外逸的第三道实体屏障。在运行技术规格书中对各种运行工况下安全壳的密封性规定了严格的限制条件，以确保在一旦发生失水事故时安全壳具备包容放射性物质的功能。故核电站调试大纲及运行大纲要求必须对安全壳隔离阀进行在线密封性能测量。

目前对于贯穿件隔离阀密封性试验，试验介质可为水或空气。使用空气进行密封性试验时，管道内需要排空，该方法便于阀门维修。使用水进行密封性试验时，管道内为满水状态，节省了较多的试验准备时间。针对试验介质为水的试验方法中，核反应堆厂房(后简称核岛)没有稳定的恒压水源，因此需要使用专门的贯穿件泄漏检测小车，为贯穿件隔离阀密封性试验提供稳定压力的水源。

现有技术中使用专门的贯穿件泄漏检测小车存在以下问题：

(1)、贯穿件泄漏检测小车重量较大，对试验人员人力消耗大。该设备空重约60kg，满水状态下重约100kg，需要在核岛内的sed水源和贯穿件隔离阀密封性试验场地之间往返多次。使用此方案进行试验时，至少需要5名试验人员配合实施。

(2)、利用上述方案进行试验时，试验时间较长，增加了试验人员在辐射控制区的工作时间。若被试验管道内存在不满水的气腔，则需要向管道内注水。由于贯穿件泄漏检测小车压力罐体积一般小于40升，当被试验管道气腔较大时，需要多次执行注水操作，一般情况下，需要反复注水3-10次，耗时约1-2小时。

所以现有技术存在缺陷，有待于改进。

技术实现要素：

本发明针对现有技术所存在的安全性低以及操作繁杂的技术问题，提供了一种人力成本低廉，安全可靠的核电站安全壳机械贯穿件隔离阀密封试验装置和试验方法。

本发明就上述技术问题而提出的技术方案如下：

本发明提供了一种核电站安全壳机械贯穿件隔离阀的密封试验装置，用于通过试验阀门对所述隔离阀提供预定压力的水源或者气体；所述装置包括：选择模块、供水调节模块、供水母管、环管模块。

选择模块，连接核岛厂房sed核岛厂房供水管网系统，用于根据sed核岛厂房供水管网系统实际水源压力，判断所述实际水源压力是否满足预定压力试验要求，根据不同的判断结果可选择性地切换至不同输送路径

供水调节模块，用于接收控制器的开启信号,并根据所述压力表所检测的压力信号实时控制所述升压泵对流过其内的水源升压至所述预定压力；还用于实时控制所述稳压阀对所述升压泵输出的水压进行微调节。

供水母管，分别对应连接不同的输送路径，用于接收从不同路径输送的、且满足预定压力的水源；

环管模块，连接供水母管，环管模块对应设置供水支管，所述环管模块和供水支管的位置按照待检测的隔离阀的位置进行设置，连接所需检测的对应隔离阀实现对所述隔离阀的密封试验。

根据上述装置，选择模块包括压力表、控制器和电磁阀；

压力表连接在核岛厂房sed核岛厂房供水管网系统上，用于实时检测实际水源压力；

控制器，连接所述压力传感器，用于根据检测的所述实际水源压力判断是否满足预定压力试验要求，并根据不同判断结果输出不同的控制指令；切换开关，连接所述控制器，用于根据不同的控制指令，选择性地切换至第一输送路径或第二输送路径。

电磁阀，连接所述控制器，用于根据不同的控制指令，选择性地切换至第一输送路径或第二输送路径。

根据上述装置，供水调节模块包括电源控制模块、压力表、升压泵、稳压阀；

所述电源控制模块，分别连接所述控制器，升压泵，稳压阀，以及压力表，用于接收从所述控制器的开启信号,并根据所述压力表所检测的压力信号实时控制所述升压泵对流过其内的水源升压至所述预定压力；还用于实时控制所述稳压阀对所述升压泵输出的水压进行微调节。

所述供水母管通过对应的供水支管连接至对应的环管上，用于输送满足预定压力要求的水源至试验阀门，以对待检测的隔离阀进行密封试验。

根据上述装置，环管模块包括环管、多个水源接口、压力表；

环管模块包括至少一层首尾相接的环管，连接在每一层环管上的多个水源接口、连接在对应环管上的环管压力表，每一水源接口间隔分布设置在环管上并与其对应的环管相连通，每一水源接口均包括用于连接所述环管的手动阀、和与手动阀连接的快速接头，所述快速接头用于对应连接至试验管线上对应的试验阀门。

所述环管压力表，连接所述电源控制模块，用于实时检测流入对应环管的压力是否有管压损失,符合试验要求，若不符合试验要求,所述电源控制模块用于控制所述升压泵和稳压阀调整各自的压力输出以保证进入环管的压力符合试验要求。

另一方面，本发明还提供了一种核电站安全壳机械贯穿件隔离阀的密封方法，所述方法包括：

s1、实时检测sed核岛厂房供水管网系统实际水源压力；

s2、根据检测的所述实际水源压力判断是否满足预定试验压力要求，若满足预定试验压力要求，切换至第二输送路径，否则切换至第一输送路径进行压力调整；

s3、供水调节模块对不符合试验要求的压力进行调整至满足要求的预定压力；

s4、连接环管模块上选择合适的水源接口，连接试验管线上的至试验阀门，以对待检测的隔离阀进行密封试验。

根据上述方法，实时检测对应环管模块上环管压力表的压力是否符合试验要求，若不符合试验要求，再次调整供水调节模块以满足预设压力的要求。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

通过将现有技术中可移动的贯穿件泄漏检测小车替换成安装在固定位置上的提供组件，通过新增连接在sed核岛厂房sed核岛厂房供水管网系统的选择模块，选择模块可控制地通过不同路径连接至供水母管，供水母管对应连接至分布在不同标高要求的环管模块中，实时调整水压满足试验水压的要求，实现对水压的实时监测，使符合试验值的水源更加精准的分流，保护实验设备无过度损耗。并且通过设计不同分层的环管模块连接以及通过实时检测环管模块内的水源压力，实现可以为贯穿件隔离阀密封性测试提供稳定的恒压水源，减少检测设备成本及人力资源成本。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的一种用核电站安全壳机械贯穿件隔离阀密封试验装置的结构示意图。

图2是本发明实施例二提供的一种用核电站安全壳机械贯穿件隔离阀密封试验装置的结构示意图。

图3是本发明实施三提供的一种用核电站安全壳机械贯穿件隔离阀密封试验方法流程图。

具体实施方式

为了解决现有技术中在执行贯穿件隔离阀密封性测试时，核反应堆厂房(后简称核岛)没有稳定的恒压水源的问题，本发明旨在提供稳定的恒压水源的方法，以方便快捷的进行贯穿件隔离阀密封性测试。其核心思想是：提出一种可以实时监测管线内水压的测量装置，控制器根据预定的试验水源压力值，判断并选择开启第一输送路径或第二输送路径，第一输送路径或第二输送路径分别连接固定在每一层的环管模块；每一个环管模块上均对应设置有多个供水支管，环管模块和供水支管的位置按照待检测的隔离阀的位置进行设置，连接所需检测的对应隔离阀实现对所述隔离阀的密封试验，解决了现有技术在检测隔离阀密封试验时需要使用小车频繁移动，浪费人力物力，以及安全性不能保证。另外，采用选择模块可选择地控制不同水源压力的输送也实现了使符合试验值的水源更加精准的分流，保护实验设备无过度损耗。弥补了单一管线中升压泵损耗的不足，为延长设备使用寿命提供可行性。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

本发明实施例一提供了一种用于核电站安全壳机械贯穿件隔离阀密封试验装置，该装置用于对贯穿件隔离阀密封性进行试验，参见图1，图1为本发明实施例一的装置结构图，该装置包括提供组件100，该提供组件替代现有技术中的小车来完成对阀门的密封性进行测量，以保证阀门泄漏率合格：该装置包括：

sed核岛厂房供水管网系统200(sed：核电站除盐水分配系统；主要指核岛厂房部分供水管网)的管道材料由具有抗腐蚀能力强的钢管组成；与提供组件100连接；提供组件100具体包括：

选择模块101，连接sed核岛厂房供水管网系统200，用于根据sed核岛厂房供水管网系统实际水源压力，判断所述实际水源压力是否满足预定压力试验要求，根据不同的判断结果可选择性地切换至不同输送路径；

供水母管103，分别对应连接不同的输送路径，用于接收从不同路径输送的、且满足预定压力的水源；

环管模块104，连接供水母管103，环管模块104对应设置有多条供水支管107，每条供水支管107间隔设置在环管模块104上，所述环管模块104和供水支管107的位置按照待检测的隔离阀的位置进行设置，连接所需检测的对应隔离阀实现对所述隔离阀的密封试验。

进一步地，参考图1所示，选择模块101包括压力传感器101a(压力表1)，连接在sed核岛厂房供水管网系统200上，用于实时检测来源于供水管网系统200内的实际水源压力；

控制器101b，连接所述压力传感器101a，用于根据检测的所述实际水源压力判断是否满足预定压力试验要求，并根据不同判断结果输出不同的控制指令；

切换开关，连接所述控制器101b，用于根据不同的控制指令，选择性地切换至第一输送路径或第二输送路径。

其中，压力传感器101a采用压力表1进行sed水源压力的检查，其安装固定于sed核岛厂房供水管网系统的管壁上，内置的压力传感器可以获取核岛厂房供水管网水源的压力信号，用于实时检测实际水源压力，压力表的另一端电连接于控制器101b，压力表获取的水源压力信号传输给控制器101b，由控制器101b判断选择开启哪一路的水源传输路径。

控制器101b内预设一个满足预定压力试验要求压力值，实时接收所检测的压力信号，通过识别压力表检测到的水源压力信号，判断压力信号是否大于预定的压力值。控制器101b电连接至切换开关，切换开关包括分别对应连接在第一和第二管线上的第一电磁阀101c和第二电磁阀101d。本发明的切换开关不做特别限定，可以选择现有技术中任一可以完成切换的装置，本发明优选方案采用分别设置在不同管道上的电磁阀；采用电磁阀的好处是易于实现电磁阀的自动控制。控制器101b接收到实时检测的水压信号后，调取内存在控制器内的预设压力值与实际检测的压力值进行比较，若实际压力值小于预定的压力值时，控制器101b打开电磁阀二101d，闭合电磁阀一101c，以连通后续的供水调节模块，当压力信号大于预定的压力值，控制器101b打开电磁阀一101c，闭合电磁阀二101d，直接连通于供水母管103。其中，本发明的控制器可以现在现有技术中任一可以实现控制的微控制器和plc控制器，此处不做特别限定。

电磁阀一101c连接在第一管线上,所述第一管线的一端连接sed核岛厂房供水管网系统200,第一管线的另一端连接供水母管103。电磁阀一101c通过控制器101b控制其打开，连通第一输送路径，水源直接流向供水母管103。

电磁阀二101d,连接在第二管线上,所述第二管线的一端连接sed核岛厂房供水管网系统200,所述第二管线的另一端连接供水调节模块102。电磁阀二101d通过控制器101b控制其打开，连通第二输送路径，流向供水调节模块102内的升压泵，进行升压处理以符合试验的压力要求。第一输送路径包括具有第一电磁阀101c的第一管线和与第一管线连接的供水母管组成,第二输送路径包括具有第二电磁阀101d的第二管线、和与第二管线连接的供水调节模块和供水母管组成；本发明通过上述选择模块实现可选择地连接不同的输送路径，并实时监测sed核岛厂房供水管网系统中的水源压力是否符合试验要求的压力值，并可及时对不符合试验压力的水源进行第一次升压处理以达到试验要求，对于符合试验要求的水源直接连通于供水母管，节省试验时间且增加了升压泵，稳压阀等的使用寿命。

进一步地，参见附图1，供水调节模块102包括电源控制模块102a，第二压力表102b、升压泵102c，稳压阀102d，以及，其中：

电源控制模块102a，分别连接所述控制器101b，升压泵102c，稳压阀102d，以及第二压力表102b，电源控制模块102a用于接收从所述控制器101b的开启信号,并根据第二压力表102b所检测的压力信号实时控制所述升压泵102c对流过其内的水源升压至所述预定压力；还用于实时控制所述稳压阀102d对所述升压泵102c输出的水压进行微调节。采用第二压力表102b实时检测供水调节模块102内的水压，及时调整水压，不会因为水源流动过程中可能引起的水压损失不能达到预定试验水压的要求，为安全可靠地进行试验提供了有效手段。

电源控制模块102a包括至少5个端口，端口一连接于选择模块中的控制器101b，接收由控制器101b传输的电信号，继而启动电源控制模块，电源控制模块102a开始工作。端口二连接升压泵102c，电源控制模块102a控制导通升压泵102c，升压泵102c的离心叶轮开始旋转，使不符合试验压力值的水源升压。端口三连接稳压阀102d，稳压阀102d与升压泵102c配合工作，使第二管线中的水源压力符合试验压力值。端口四连接于压力表102b，由第二压力表102b的压力传感器检测第二管线的压力信号传输给电源控制模块102a，电源控制模块102a根据第二压力表102b检测到的压力值判断是否需要对第二管线内的水源进行二次升压。

升压泵102c可使用普通的离心泵即可，其两端连通于第一管线上，对流经第二管线的不符合试验压力的水源进行升压处理。升压泵102c的另一端连接于电源控制模块102a，由电源控制模块102a为升压泵102b提供电能，离心泵将电能转化机械能，通过离心叶轮旋转，来提升流经第二管线水源的压力。

稳压阀102d两端通过管线分别连通升压泵102c与供水母管103，与升压泵102c协同工作，调节稳压阀的弹簧设定出口压力，使经过升压泵升压的水源可以恒定在试验要求的压力值范围内。若升压后的水源符合试验标准的压力，水源则由稳压阀101c流向供水母管103，若不符合试验标准，则由电源控制模块101a通过升压泵102c和稳压阀101c进行二次升压处理，以保证流向供水母管103和环管模块104内的水压始终保持满足试验水压的要求。

通过上述的供水调节模块102，可以精确选择需要升压处理的水源，延长升压泵的使用寿命，且可以通过第二压力表进行压力检测，通过电源控制模块的选择判断，直接实现对不符合试验压力的水源进行二次升压处理。

供水母管103，由普通不锈钢管即可，一般情况下，可使用内径10mm承压2mpa的不锈钢管即可。供水母管103的两端分别连通第一管线和第二管线。第一管线内的水源是直接符合试验压力要求的，第二管线内经过升压处理之后符合试验压力的水源。供水母管103的第三端连接每一层环管模块104，将符合试验压力值的水源输送进多层环管模块，使多层环管模块104执行隔离阀密封性试验。

环管模块104为由不锈钢材料或者pvc材料制成的首尾相接的环形管道，其中环形管道上开设了多个间隔设置的开口，每一个开口上均对应安装有一供水支管107，每一个供水支管107上均设置有一水源接口105，每一水源接口105均包括用于连接环管的手动阀、和与手动阀连接的快速接头，快速接头用于对应连接至试验管线上对应的试验阀门，以实现快速连接需要试验的阀门。为了实时监控环管内的水流压力，环管上还安装了环管压力表106，环管压力表106点连接电源控制模块，用于实时检测流入对应环管的压力是否有管压损失,是否符合试验要求，若不符合试验要求,所述电源控制模块102a用于控制所述升压泵和稳压阀调整各自的压力输出以保证进入环管的压力符合试验要求。

实施例一中通过选择模块可控制地选择输送不同输送路径，可以根据水源的压力不同，选择不同的途径，提供了更可靠的水压保证，对应符合条件的水源不需要经过供水调节模块102而直接进行环管模块内，节约了时间以及成本。

参见附图2，附图2为本发明的第二实施例，第二实施例与实施例一不同之处在于，sed水源不经过判断直接进入供水调节模块102内，水源的处理和压力全部在供水调节模块102内实现。其中，包括了sed水源，供水调节模块102，供水母管103，以及具有多层环管模块104组成的试验系统，实施例一中的选择模块101可以放在供水调节模块102中，也可以不需选择模块，不管是满足压力要求的水源还是不满足压力要求的水源都经过升压泵和稳压阀，只是对于满足压力要求的水源，电源控制模块不控制升压泵和稳压阀进行水压的调节，只是作为一个通道供水源流过。供水调节模块102内的组成部分和实施例一中的部件一样。

具体地，附图2中通过供水调节模块102来实现实时检测实际sed水源压力，判断所述实际水源压力是否满足预定压力试验要求，根据不同的判断结果可选择性地切换至不同的输送路径；如果检测水源压力满足试验要求，可以不启动供水调节模块102的内部控制器来控制升压泵102b和稳压阀102c的开启，只是将升压泵102b，稳压阀102c作为一个传输通道(第一输送路径，即：升压泵和稳压阀不工作时，只是作为一个管道)，实现水源的传输；如果检测水源压力不满足试验要求，供水调节模块102的内部控制器接收到实时检测的压力信号，与内存的预定压力值进行比较，根据预定压力值，控制将升压泵102b按照预定的压力进行升压，并通过稳压阀102c进行压力的微调；此时开启工作的升压泵102b和稳压阀102c与连接的管道作为另一个传输通道(第二输送路径)传输符合要求的水源至供水母管103内。根据核岛内部贯穿件分布情况，可设置多个环管模块104，本发明的实施例中对于cpr1000机组，可在-3.4m、0m、5m三个标高设置3个环管模块。环管模块104使用韧性高，轻便度高的pvc管，环管连通供水母管103。

结合附图2，该环管模块104分别包括：三个分层环管模块104a，104b和104c，第一环管模块设置在地面以下的-3.4m处，第二环管模块104b设置在地面上，以及第三环管模块104c架设在地面上，具体如何铺设和架设不同分层的环管模块可以采用现有技术的任一方式，本发明的优选方式是通过埋设在地面内的不同支架对不同的环管模块进行固定即可。

其中每一个环管模块104均包括：首尾相接的环形管线，环形管线上开有n个开口，每一个开口上均连接有供水支管107，n个供水支管107的上均对应设置水源接口105，每一个水源接口包括有手动阀门和快速接头，并且每一个环形管线上均连接有环管压力表106，环管压力表106电连接至供水调节模块102内的电源控制模块(参见附图1)上，用于实时检测流入对应环管的压力是否有管压损失,符合试验要求，若不符合试验要求,所述电源控制模块用于控制所述升压泵和稳压阀调整各自的压力输出以保证进入环管的压力符合试验要求。

本实施例对于cpr1000机组，通过将三层环管模块分设在不同的标高上，当需要对机组内的隔离阀进行测试时，只需要连接架设在不同层上的环管模块合适的水源接口即可，连接试验管线即可开始测试，节省了人力和物力，而且安全可靠，另外sed水源通过供水调节模块102的处理和调整，可保证稳定的水源水压至试验阀门，同时也为试验提供了有效的保障。并且通过上述的环管模块104，在进行贯穿件隔离阀密封检测时，不需要贯穿件泄漏检测小车，相对于贯穿件泄漏小车，不仅大大节约了检测成本，而且降低了试验人员的劳动强度。且环管模块可以作为永久的试验装置，大大简化了测试流程，缩短了测试时间。

实施例三、

本发明实施提供了一种核电站安全壳机械贯穿件隔离阀的密封试验方法，用于通过试验阀门对所述隔离阀提供预定压力的水源或者气体，参见图3，该方法包括：

s1、实时检测sed核岛厂房供水管网系统实际水源压力；

s2、根据检测的所述实际水源压力判断是否满足预定试验压力要求，若满足预定试验压力要求，切换至第一输送路径，否则切换至第二输送路径进行压力调整；

s3、供水调节模块对不符合试验要求的压力进行调整至满足要求的预定压力；

s4、连接环管模块上选择合适的水源接口，连接试验管线上的至试验阀门，以对待检测的隔离阀进行密封试验；

s5、实时检测对应环管模块上环管压力表的压力是否符合试验要求，若不符合试验要求，再次调整供水调节模块以满足预设压力的要求。

实施例三预设的恒定水压值存储在控制器101b中，假定试验需要的水压为2mpa，通过第一压力表101a检测出sed核岛厂房供水管网系统200内的水压，若其水压等于2mpa，控制电磁阀一101c开启，则sed核岛厂房供水管网系统内的水源可以直接流入供水母管103中，供水母管连接于环管模块104，环管压力表106会继续检测环管内的水压是否等于2mpa，若水压小于2mpa，则返流回供水调节模块102继续升压至2mpa，若环管模块104的水压为2mpa，则在多个水源接口109中选择合适的接口，连接试验管线，开始进行贯穿件隔离阀密封检测。

若sed核岛厂房供水管网系统200内的水压小于2mpa，则由控制器101b控制电磁阀二101d开启，流入供水调节系统102，电源控制模块102a接收到控制器101b传输的电信号，启动升压泵102b，稳压阀102c，将流经第二管线中的水源压力提升至2mpa，随后进入供水母管103，供水母管连接于环管模块104，环管上压力表106会继续检测环管内的水压是否等于2mpa，若水压小于2mpa，则返流回供水调节模块102继续升压至2mpa，本发明通过多重检测管道内的水压，为试验的精确性提供了更加有效的监控手段，也为试验提供了更好的安全保障。

综上所述，本发明利用选择模块中的压力传感器检测到sed核岛厂房供水管网系统实际水源压力，并利用在控制器中预先设定的符合试验要求的压力值，由控制器根据实际检测到的压力值进行判断，从而通过切换开关将水源输送至第一输送路径或第二输送路径。可以实时监测sed核岛厂房供水管网系统中的水源压力是否符合试验要求的压力值，使符合试验值的水源更加精准的分流，保护实验设备无过度损耗。对于不符合试验要求的水源通过供水调节模块可以精确选择需要升压处理的水源，延长升压泵的使用寿命，且可以通过压力表的检测，通过电源控制模块的选择判断，直接实现对不符合试验压力的水源进行二次升压处理，水源不需要回流进入控制器，节省试验时间。进一步，将符合试验要求的水源汇聚在供水母管中，通过供水母管与分层的环管模块连接以及通过实时检测环管模块内的水源压力，进行循环升压，以保证为贯穿件隔离阀密封性测试提供稳定的恒压水源，不需要传统的检测小车，减少检测设备成本及人力资源成本。需要说明的是：上述实施例提供的系统和方法，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块，即将设备的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的核电站安全壳机械贯穿件隔离阀密封试验装置和试验方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见装置实施例的描述，这里不再赘述。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。