一种柔性核安全壳钢板密封性测量实验系统

1.本发明属于安全壳密封性测试，具体涉及一种柔性核安全壳钢板密封性测量实验系统。


背景技术：

2.随着世界能源需求的增加和碳排放的限制，核能发电已经成为世界重点发展的新能源之一。核电是一种高效的清洁能源，为解决全球能源危机提供了新的途径。但它在产生巨大效益的同时，也使辐射安全面临严峻挑战，核泄露对居民健康和环境的影响受到了世界的广泛关注。安全壳用以容纳反应堆压力容器以及部分安全系统(包括一回路主系统和设备、停堆冷却系统)，将其与外部环境完全隔离，期望能实现安全保护屏障的功能，所以，安全壳的结构性能尤其是钢板性能显得尤为重要。
3.安全壳一般是内衬钢板的预应力混凝土厚壁容器，内径可达几十米。安全壳密封性试验是检验核电站安全壳建造后密封与结构强度的一项大型综合性试验，涉及工作接口多，技术难度大，风险高。安全壳用钢板材料在服役过程中如果出现缺陷导致壳内气体泄漏，将严重影响安全壳的安全性。因此，如何快速、科学、经济地掌握钢板材料的完整性对安全壳密封性的影响，在安全壳密封性测试领域显得尤为重要。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种柔性核安全壳钢板密封性测量实验系统。
5.本发明的目的通过如下技术方案来实现：
6.一种柔性核安全壳钢板密封性测量实验系统，包括打压设备、密封容器、球形阀、钢板密封缸筒、压力传感器、温度传感器、湿度传感器、气体流量计、固定支架及金属管道；密封容器一侧通过球形阀、金属管道与打压设备相连，密封容器另一侧通过球形阀、金属管道与钢板密封缸筒相连，钢板密封缸筒再与气体流量计相连，压力传感器、温度传感器及湿度传感器安装在密封容器的罐体上，钢板密封缸筒下方安装固定支架。
7.进一步地，所述钢板密封缸筒分为左侧腔体和右侧腔体，两腔体中间为钢板试件；压力容器通过球形阀、金属管道与钢板密封缸筒的左侧腔室连接，并提供压力；气体流量计与钢板密封缸筒的右侧腔体连接。
8.进一步地，所述钢板试件安置在钢板密封缸筒的左右腔体之间，钢板试件与钢板密封缸筒之间为密封状态，同时钢板试件可拆卸。
9.本发明的有益效果在于：
10.本发明可以满足三代+核电站ap1000、“华龙一号”、cap1400等新型核电站安全壳对钢板密封性测试的多样化需求。本新型实验系统通过采用压力保持装置与钢板测试装置分离的模式，可以实现测试不同的钢板材料(或试件)，从而能够降低实验的复杂程度和成本，减少安全壳定期打压实验对壳体造成的损害。
11.本发明能够模拟安全壳的压力环境，并且可以在钢板密封缸筒安装不同的钢板试
件并测试不同钢板试件的密封性，无需在原安全壳结构上进行实验，从而节省了时间和资金成本，降低了实验的复杂程度，便于发现钢板材料属性、完整性与安全壳密封性之间的关联关系。
12.本发明中的钢板测试系统具备柔性可拆卸功能，可更换不同的钢板试件用以满足不同工况条件的测试需求。
13.本发明进一步提高了核电站的安全壳密封性实验的可靠性和安全性，同时可以针对多种钢板材料开展密封性测试，降低了实验成本和时间，保障安全壳结构的完整性，掌握钢板对安全壳密封性的影响规律具有重要意义。
附图说明
14.图1为本发明的整体实验系统竖向剖面图；
15.图2为本发明的压力容器剖面图；
16.图3为本发明的钢板密封缸筒结构图；
17.图4为本发明的钢板密封缸筒剖面图。
具体实施方式
18.下面结合附图对本发明做进一步描述。
19.根据图1至图4，本发明一种柔性核安全壳钢板密封性测量实验系统，包括打压设备、密封容器1、球形阀2、钢板密封缸筒3、压力传感器4、温度传感器5、湿度传感器6、气体流量计7、固定支架8及金属管道8；小尺寸压力容器1通过球形阀2、金属管道9为钢板密封缸筒3的左侧腔室提供压力，打压设备通过球形阀2、金属管道9给压力容器1打压，使其维持一定的压力。同时压力传感器4、温度传感器5、湿度传感器6能够测得压力容器4内部的压力、温度和湿度参数，能够简化安全壳模型，并提供钢板密封性测试所需要的压力。
20.钢板密封缸筒3由缸筒、密封套、法兰、密封圈组成，将小尺寸的钢板试件密封其中，内部可以更换不同的钢板试件，左侧腔体和压力容器1相通，压力容器1为其提供压力来源，钢板密封缸筒3右侧腔体与气体流量计7相连接。
21.实验开始前可以通过打压设备(空压机)打压，然后关闭阀门检验实验系统的整体密封性是否满足实验要求。若实验系统满足要求，打开球形阀2使得压力容器1和钢板密封缸筒 3左侧腔体连通。
22.由密封容器1向钢板密封缸筒3左侧腔体提供压力，如果钢板试件存在缺陷，在气压的作用下气体通过钢板试件缺陷产生泄漏，每隔一段时间记录相关的实验数据，通过分析压力、温度、湿度等参数可以获取气体通过钢板的泄露率。实验系统所有数据均由计算机统一采集获取。
23.钢板试件安置在密封缸筒3的左右腔体之间，钢板试件与钢板密封缸筒3之间的接触处保持良好的密封性，同时钢板密封缸筒3便于钢板试件的拆卸，满足测试不同钢板试件的需求。
24.本发明能够用于核电站安全壳钢板密封性测试的多样化需求。与传统密封性测试的模式不同，本发明通过采用压力保持装置与钢板测试装置分离的模式，可以实现测试不同的钢板材料(或试件)，从而能够降低实验的复杂程度和成本，减少安全壳定期打压实验
对壳体造成的损害。本发明进一步提高了安全壳密封性测试的安全性和经济性，具有很好的应用前景。
25.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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。


技术特征：
1.一种柔性核安全壳钢板密封性测量实验系统，其特征在于：包括打压设备、密封容器(1)、球形阀(2)、钢板密封缸筒(3)、压力传感器(4)、温度传感器(5)、湿度传感器(6)、气体流量计(7)、固定支架(8)及金属管道(9)；密封容器(1)一侧通过球形阀(2)、金属管道(9)与打压设备相连，密封容器(1)另一侧通过球形阀(2)、金属管道(9)与钢板密封缸筒(3)相连，钢板密封缸筒(3)再与气体流量计(7)相连，压力传感器(4)、温度传感器(5)及湿度传感器(6)安装在密封容器(1)的罐体上，钢板密封缸筒(3)下方安装固定支架(8)。2.根据权利要求1所述的一种柔性核安全壳钢板密封性测量实验系统，其特征在于：所述钢板密封缸筒(3)分为左侧腔体和右侧腔体，两腔体中间为钢板试件；压力容器(1)通过球形阀(2)、金属管道(9)与钢板密封缸筒(3)的左侧腔室连接，并提供压力；气体流量计(7)与钢板密封缸筒(3)的右侧腔体连接。3.根据权利要求2所述的一种柔性核安全壳钢板密封性测量实验系统，其特征在于：所述钢板试件安置在钢板密封缸筒(3)的左右侧腔体之间，钢板试件与钢板密封缸筒(3)之间为密封状态，同时钢板试件可拆卸。

技术总结
本发明提供了一种新型柔性核安全壳钢板密封性测量实验系统，包括包括打压设备、密封容器、球形阀、钢板密封缸筒、压力传感器、温度传感器、湿度传感器、气体流量计及金属管道；密封容器一侧通过球形阀、金属管道与打压设备相连，另一侧通过球形阀、金属管道与钢板密封缸筒的左侧缸体相连，钢板密封缸筒右侧缸体再与气体流量计相连，压力传感器、温度传感器及湿度传感器安装在密封容器的罐体上；钢板密封缸筒左右缸体之间为钢板试件，钢板试件与密封缸筒之间为密封状态。本发明提高了核电站的安全壳密封性实验的可靠性和安全性，同时可以针对多种钢板材料开展密封性测试，降低了实验成本和时间，保障安全壳结构的完整性。保障安全壳结构的完整性。保障安全壳结构的完整性。


技术研发人员：贺敏 吴震 解玉建 韩广才 蔡雪松 侯钢领
受保护的技术使用者：哈尔滨工程大学
技术研发日：2022.11.24
技术公布日：2023/3/7