專利名稱：一種核電設備用密封墊片的性能檢驗裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及一種核電設備用密封墊片的性能檢驗裝置，其主要是針對密封墊片在大溫差溫度交變和壓力交變的苛刻條件下的密封可靠性等進行檢驗。
背景技術(shù)：
核電設備用密封墊片(如人孔密封墊片)主要應用于核電站設備中，是質(zhì)量等級最高的密封墊片，它在核電站運行系統(tǒng)溫度與壓力交變的苛刻條件下必須保障系統(tǒng)的零泄漏，為核電站的安全運行保駕護航。正因如此，核電設備用密封墊片的密封性和使用壽命等性能對于核電站的安全運行是至關(guān)重要的。目前核電設備用密封墊片都是利用墊片的密封面與連接件(通常為連接法蘭)的端面以一定的密封比壓壓緊來達到密封效果，墊片的密封可靠性難以預測和保證，國內(nèi)對于上述核電設備用密封墊片的密封性和使用壽命等性能還沒有有效的檢驗裝置或方法來予以檢驗，這將制約我國核電設備用密封墊片的自主制造， 致使核電設備用密封墊片的國產(chǎn)化遲遲不能實現(xiàn)。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種核電設備用密封墊片的性能檢驗裝置，其能夠通過模擬核電站設備的實際運行方式，對核電設備用密封墊片在大溫差溫度交變和壓力交變的苛刻條件下的密封可靠性進行檢驗。為解決以上技術(shù)問題，本實用新型采取如下技術(shù)方案一種核電設備用密封墊片的性能檢驗裝置，包括高壓釜、用于對高壓釜進行加熱的加熱裝置、設置在高壓釜內(nèi)的冷卻裝置、排氣裝置以及控制系統(tǒng)，其中所述高壓釜包括在頂端和底部均具有開口的筒體、分別能夠拆卸地設置在筒體頂端開口和底部開口位置的上法蘭盤和下法蘭盤，上法蘭盤和下法蘭盤二者中的一者上設有用于連接外部管線和控制元件的多個管線接口；所述控制系統(tǒng)包括與所述接口相連用于控制筒體內(nèi)壓力的壓力控制模塊、通過控制加熱裝置和冷卻裝置對筒體進行升溫和/或降溫的溫度控制模塊、數(shù)據(jù)采集模塊和控制器；數(shù)據(jù)采集模塊用于采集壓力控制模塊和溫度控制模塊所得的壓力和溫度信號并將其傳送至控制器；控制器根據(jù)來自數(shù)據(jù)采集模塊的信號對壓力控制模塊和溫度控制模塊進行控制。檢驗時，待檢驗的密封墊片即墊置于法蘭盤與筒體的端面之間且被壓緊，控制系統(tǒng)可通過壓力控制模塊和溫度控制模塊控制筒體內(nèi)的壓力和溫度變化，以模擬核電設備的實際運行條件，操作人員可通過檢測密封墊片處是否泄漏來判斷密封墊片的密封可靠性。根據(jù)本實用新型，上法蘭盤和下法蘭盤通過螺紋緊固件與筒體相連接，所述螺紋緊固件優(yōu)選為高強螺栓。進一步地，所述檢驗裝置還包括注入在筒體內(nèi)的檢驗介質(zhì)水，所述加熱裝置包括加熱管，其位于筒體內(nèi)的水中并對水進行加熱。[0011]進一步地，所述檢驗裝置還包括能夠測量筒體內(nèi)的液位的液位計。進一步地，所述檢驗裝置還包括設置在筒體內(nèi)的噴淋裝置，該噴淋裝置以水為介質(zhì)。進一步地，筒體外還設有用于通冷卻介質(zhì)的冷卻夾套，它作為所述冷卻裝置的輔助冷卻手段而用。由于以上技術(shù)方案的實施，本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點本實用新型核電設備用密封墊片的性能檢驗裝置，能夠通過控制系統(tǒng)控制高壓釜內(nèi)的壓力和溫度交變形式，模擬核電設備的實際運行條件，對密封墊片的密封可靠性進行測試檢驗，不但可以獲得對密封墊片的制作改進和安裝具有重要指導意義的參數(shù)，還能夠為目前核電設備泄漏的原因探索等提供有益的幫助。本實用新型填補了我國在核電設備用密封墊片檢測檢驗技術(shù)上的空白。
以下結(jié)合附圖和具體的實施方式對本實用新型做進一步詳細的說明

圖1為本實用新型核電設備用密封墊片的性能檢驗裝置的主視示意圖；圖2為本實用新型所用高壓釜的主視結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實用新型檢驗裝置的控制系統(tǒng)的控制原理示意圖；其中1、筒體；2、上法蘭盤；3、下法蘭盤；4、接口 ；5、加熱裝置；6、冷卻裝置；7、排氣裝置；8、控制系統(tǒng)；9、螺紋緊固件；10、噴淋裝置；11、冷卻夾套；12、密封墊片；13、高壓水泵；14、導熱油泵；15、液位計。
具體實施方式
下面結(jié)合具體的實施例對本實用新型做進一步詳細的說明，但不限于這些實施例。實施例1參照圖1和圖2，按照本實施例的核電設備用密封墊片的性能檢驗裝置，包括高壓釜，所述高壓釜包括在頂端和底部均具有開口的筒體1、分別能夠拆卸地設置在筒體1頂端開口和底部開口位置的上法蘭盤2和下法蘭盤3，下法蘭盤3上設有用于連接外部管線和控制元件的多個接口 4 ；檢驗時，取待測的密封墊片12兩塊，其中一塊墊置于上法蘭盤2與筒體1的上端面之間，另一塊墊置于下法蘭盤3與筒體1的下端面之間；上法蘭盤2或下法蘭盤3、密封墊片12與筒體1之間通過螺紋緊固件9相連接且該密封墊片12 按照預定的密封比壓被壓緊，本實施例中所用的螺紋緊固件9為高強螺栓；加熱裝置5，所述加熱裝置5為加熱管，其設置在所述筒體1內(nèi)，當筒體1內(nèi)注入檢驗介質(zhì)時，加熱裝置5可對檢驗介質(zhì)進行加熱，本實施例中所用的檢驗介質(zhì)為去離子水；冷卻裝置6，所述冷卻裝置6包括沿筒體1的內(nèi)壁盤旋向上、內(nèi)可通冷卻介質(zhì)的冷卻盤管，同時為了保證降溫的快速和均勻，在筒體1外還設置了用于通冷卻介質(zhì)的冷卻夾套11，以輔助冷卻；本實施例中所用冷卻介質(zhì)為導熱油；排氣裝置7，其設置在高壓釜內(nèi)，用于在向筒體1內(nèi)注入檢驗介質(zhì)時開啟以排盡高壓釜內(nèi)的氣體；[0028]噴淋裝置10，其設置在高壓釜內(nèi)，以水為介質(zhì)，能夠噴淋出細小的水珠；控制系統(tǒng)8，其包括與接口 4相連用于控制筒體1內(nèi)壓力的壓力控制模塊、用于控制筒體1內(nèi)溫度的溫度控制模塊、數(shù)據(jù)采集模塊和控制器；所述壓力控制模塊包括高壓水泵13、注水管道、排水管道、流量計、電控閥以及壓力傳感器等，其通過往筒體1內(nèi)注水加壓和排水卸壓來模擬核電設備運行時的壓力變化情況；所述溫度控制模塊包括溫度傳感器、 導熱油進出管道、導熱油泵14、電控閥等，其通過控制加熱裝置5和冷卻裝置6對筒體1進行升溫和/或降溫來模擬核電設備運行時的溫度變化情況；所述數(shù)據(jù)采集模塊用于采集壓力控制模塊和溫度控制模塊所得的壓力和溫度信號并將其傳送至控制器；所述控制器能夠根據(jù)來自數(shù)據(jù)采集模塊的信號對壓力控制模塊和溫度控制模塊進行控制，且控制器能夠?qū)⑦@些信號轉(zhuǎn)換成可讀信號便于工作人員記錄分析；所述控制系統(tǒng)8的控制原理參見圖3。另外，按照本實施例，該檢驗裝置還包括一端與高壓釜相連、另一端與控制系統(tǒng)8 相連且能夠測量筒體1內(nèi)液位的液位計15，因此控制系統(tǒng)8可以及時獲得高壓釜內(nèi)的液位信息，這對于試驗方案的順利進行也具有一定的參考價值。本實施例的檢驗裝置在制作前對裝置材料和整體結(jié)構(gòu)進行了應力分析評價，并對結(jié)構(gòu)建模進行了有限元分析，以對真實核電設備的幾何結(jié)構(gòu)和載荷工況進行模擬，保證材料和結(jié)構(gòu)的合理性，使能夠準確驗證密封墊片的密封性能。試驗時，通過觀察密封墊片在不同的工況條件下是否泄漏來判斷密封墊片的有效性和可靠性。實施例2本實施例提供一種利用實施例1的檢驗裝置對核電設備用密封墊片進行檢驗的檢驗方法，即強度水壓試驗法。所述強度水壓試驗法的試驗條件為試驗溫度常溫試驗介質(zhì)去離子水試驗水壓范圍0. IMPa 50MPa包括以下步驟(1)取密封墊片和相應的法蘭盤，按照密封墊片安裝預緊比壓要求進行加載緊固， 然后通過高壓水泵13向高壓釜的筒體1內(nèi)注水，同時排氣裝置7打開；(2)筒體1內(nèi)注滿水后，關(guān)閉排氣裝置7，并繼續(xù)通過高壓水泵13往筒體1內(nèi)注水增壓，同時筒體1內(nèi)的水壓可通過壓力傳感器傳至數(shù)據(jù)采集模塊并最終由控制器轉(zhuǎn)換為可讀信號，當筒體1內(nèi)的水壓達到壓力設定值時，停止注水，并在該壓力設定值處保壓一定時間；(3)排水卸壓，并控制排水速度；(4)觀察密封墊片處的密封情況，如有泄漏現(xiàn)象，則表明該密封墊片達不到核電設備使用要求；如無泄露現(xiàn)象，繼續(xù)按設定次數(shù)重復步驟(1)至(3)對密封墊片進行檢驗，根據(jù)密封墊片能夠承受檢驗而不泄露的次數(shù)判斷出密封墊片的密封可靠性。本實施例的試驗循環(huán)次數(shù)可根據(jù)需要設定多次，若試驗用密封墊片能夠承受設定的檢驗次數(shù)而不泄露，則認為該密封墊片的密封性能良好，能夠達到核電設備的使用要求。根據(jù)試驗情況，實施例1的檢驗裝置能夠承受強度水壓試驗的循環(huán)次數(shù)約100萬次。[0044]實施例3本實施例提供另一種利用實施例1的檢驗裝置對核電設備用密封墊片進行檢驗的檢驗方法，即大溫差熱循環(huán)試驗法。所述大溫差熱循環(huán)試驗法的試驗條件為試驗溫度彡364 °C試驗介質(zhì)去離子水試驗水壓范圍17. 2MPa升降溫速率彡90°C/h包括以下步驟(1)取密封墊片和相應的法蘭盤，按照密封墊片安裝預緊比壓要求進行加載緊固， 然后由高壓水泵13向高壓釜的筒體1內(nèi)注水，同時排氣裝置7打開，直至筒體1內(nèi)注滿水；(2)由溫度控制模塊控制加熱裝置5對筒體1內(nèi)的水進行加熱，使筒體1內(nèi)的溫度上升，同時由于水受熱膨脹，筒體1內(nèi)的壓力也在逐漸增大；此時，壓力控制模塊須通過適時排水來控制筒體1內(nèi)的水壓按照一定增壓速率穩(wěn)定變化，直至筒體1內(nèi)的水溫上升到設定值(根據(jù)需要該溫度設定值可以在100°c 364°C之間)；(3)同時通過控制筒體1排水使高壓釜內(nèi)的壓力降至0.廣5MPa，此時筒體1內(nèi)由于排水形成一定空間，即形成汽腔，至此筒體1內(nèi)的水由全液相轉(zhuǎn)化為汽液混合相；(4)繼續(xù)對筒體1內(nèi)處于汽液混合相的水進行加熱，直至溫度升至設定值(根據(jù)需要該設定值可在100°c 364°C之間)，同時控制筒體1內(nèi)的壓力達到壓力設定值(該壓力設定值在0. lMPa^l7. 2 Mb之間，基本對應該設定溫度下的飽和蒸汽壓)，到此完成升溫過程；(5)步驟(4)升溫停止后，溫度控制模塊控制冷卻裝置6對筒體1內(nèi)的水進行冷卻，當壓力和溫度降至設定值時(壓力基本對應該溫度下的飽和蒸汽壓)，控制系統(tǒng)8按照程序設定開啟噴淋裝置10使之噴水，此時筒體1內(nèi)的壓力波動較大；噴淋裝置10的作用是消除上述所形成的汽腔，直至筒體1內(nèi)的水由汽液混合相再次轉(zhuǎn)化為全液相(消汽過程中必須通過控制系統(tǒng)8控制壓力穩(wěn)定，經(jīng)常出現(xiàn)的情況是壓力降得太快，此時可停止噴淋，通過對水進行加熱升溫使壓力有所回升，以保證整個降壓過程中壓力的穩(wěn)定下降；當然，這一過程必須通過控制系統(tǒng)8精確控制，適時通過噴淋降壓和加熱升壓兩種手段共同作用來使壓力穩(wěn)定變化)；(6)冷卻裝置6繼續(xù)冷卻，同時也可往冷卻夾套11內(nèi)通冷卻介質(zhì)以發(fā)揮輔助冷卻的作用，使裝置勻速冷卻到0. 1°C、9.9°C，另外，冷卻過程中也必須保證壓力穩(wěn)定下降至設定范圍(通常為廣5MPa)，若壓力下降太快，可以采用注水增壓的方式控制壓力緩慢下降；(7)觀察密封墊片處的密封情況，如有泄漏現(xiàn)象，則表明該密封墊片達不到核電設備使用要求；如無泄露現(xiàn)象，繼續(xù)重復步驟(2)至(7)對密封墊片進行檢驗，根據(jù)密封墊片能夠承受檢驗而不泄露的次數(shù)判斷出密封墊片的密封可靠性。本實施例可根據(jù)密封墊片的要求來設定步驟(2)至步驟(7)的試驗循環(huán)次數(shù)，一般為> 30次，若試驗用密封墊片能夠承受設定的檢驗次數(shù)而不泄露，則認為該密封墊片的密封性能良好，能夠達到核電設備的使用要求。[0060]根據(jù)試驗情況，實施例1的檢驗裝置能夠承受大溫差熱循環(huán)試驗的循環(huán)次數(shù)約60 萬次。另需要說明的是，在進行大溫差熱循環(huán)試驗時，可以根據(jù)需要在循環(huán)過程中穿插進行強度水壓試驗，或者在進行強度水壓試驗的循環(huán)過程中，穿插進行大溫差熱循環(huán)試驗， 這樣能夠建立起更為苛刻的試驗條件，以從多方面考慮和檢驗密封墊片的密封性能。以上對本實用新型做了詳盡的描述，其目的在于讓熟悉此領域技術(shù)的人士能夠了解本實用新型的內(nèi)容并加以實施，并不能以此限制本實用新型的保護范圍，凡根據(jù)本實用新型的精神實質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種核電設備用密封墊片的性能檢驗裝置，其特征在于所述檢驗裝置包括高壓釜、用于對所述高壓釜進行加熱的加熱裝置(5)、設置在所述高壓釜內(nèi)的冷卻裝置(6)、排氣裝置(7)以及控制系統(tǒng)(8)，其中所述高壓釜包括在頂端和底部均具有開口的筒體(1)、分別能夠拆卸地設置在所述筒體(1)頂端開口和底部開口位置的上法蘭盤(2)和下法蘭盤(3)，所述上法蘭盤(2)和下法蘭盤(3) 二者中的一者上設有用于連接外部管線和控制元件的多個接口(4)；所述控制系統(tǒng)(8)包括與所述接口(4)相連用于控制所述筒體(1)內(nèi)壓力的壓力控制模塊、通過控制所述加熱裝置(5 )和所述冷卻裝置(6 )對所述筒體(1)進行升溫和/或降溫的溫度控制模塊、數(shù)據(jù)采集模塊和控制器；所述數(shù)據(jù)采集模塊用于采集所述壓力控制模塊和所述溫度控制模塊所得的壓力和溫度信號并將其傳送至所述控制器；所述控制器根據(jù)來自所述數(shù)據(jù)采集模塊的信號對所述壓力控制模塊和所述溫度控制模塊進行控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核電設備用密封墊片的性能檢驗裝置，其特征在于所述上法蘭盤(2)和下法蘭盤(3)通過螺紋緊固件(9)與所述筒體(1)相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核電設備用密封墊片的性能檢驗裝置，其特征在于所述檢驗裝置還包括注入在所述筒體(1)內(nèi)的水，所述加熱裝置包括加熱管，其位于所述水中并對水進行加熱。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的核電設備用密封墊片的性能檢驗裝置，其特征在于所述檢驗裝置還包括能夠測量所述筒體(1)內(nèi)的液位的液位計(15)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的核電設備用密封墊片的性能檢驗裝置，其特征在于所述檢驗裝置還包括設置在所述筒體(1)內(nèi)的噴淋裝置(10)，該噴淋裝置(10)以水為介質(zhì)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核電設備用密封墊片的性能檢驗裝置，其特征在于所述筒體(1)外設有用于通冷卻介質(zhì)的冷卻夾套(11)。
專利摘要本實用新型涉及一種核電設備用密封墊片的性能檢驗裝置，包括高壓釜、用于對高壓釜進行加熱的加熱裝置、設置在高壓釜內(nèi)的冷卻裝置、排氣裝置以及控制系統(tǒng)。該檢驗裝置能夠通過控制系統(tǒng)控制高壓釜內(nèi)的壓力和溫度交變形式，模擬核電設備的實際運行條件，對密封墊片的密封可靠性進行測試檢驗，不但對密封墊片的制作和改進具有重要指導意義，還能夠獲得密封墊片的最終安裝參數(shù)，并為目前核電設備泄漏(如核電穩(wěn)壓器人孔密封的泄露問題)的原因探索等提供有益的幫助。本實用新型填補了我國在核電設備用密封墊片檢測、考驗技術(shù)上的空白。
文檔編號G01M3/04GK202024861SQ20112008923
公開日2011年11月2日 申請日期2011年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月30日
發(fā)明者韓嘉興, 馬志剛 申請人:蘇州寶驊機械技術(shù)有限公司