本發(fā)明涉及能源化工領域中的實驗程序控制領域，具體涉及一種多閥組聯(lián)動的臨界流實驗控制系統(tǒng)及方法。

背景技術：

失水事故是壓水堆安全分析中的設計基準事故，是設計過程和許可證申請程序中的關注重點。失水事故意味著高溫高壓流體以臨界流的形式在破口處形成快速高能釋放，釋放速率決定失水事故序列和安全應對措施。為正確預測和計算破口處的臨界流量大小，需要在堆外熱工實驗中開展臨界流實驗。開展臨界流實驗時，為精細控制破口噴放時間，一般在主噴放管道上安裝快速開關閥門，能在短時間內實現(xiàn)閥門的全啟和全閉動作，即在閥門前后高壓差條件下實現(xiàn)閥門的順利開啟，以及在達到噴放時間后快速截斷高速流體。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種多閥組聯(lián)動的臨界流實驗控制系統(tǒng)及方法，解決現(xiàn)有技術中在臨界流實驗時快速開關閥使用壽命短的問題。

本發(fā)明通過下述技術方案實現(xiàn)：

一種多閥組聯(lián)動的臨界流實驗控制系統(tǒng)，包括噴放主管，在噴放主管的上游安裝有一個噴放孔板，在噴放主管的下游設置有兩個串聯(lián)的第一快速開關閥、第二快速開關閥，還包括一個調壓支管，調壓支管包括一個連接在噴放孔板與第一快速開關閥之間的第一減壓閥，第一減壓閥串聯(lián)第一截止閥后連接至第一快速開關閥與第二快速開關閥之間的噴放主管上。本發(fā)明的技術方案通過在噴放主管上給第一快速開關閥并聯(lián)一個調壓支管，直接解決了現(xiàn)有技術中實驗時噴放主管壓力過大的問題；當噴放主管的壓強增大時，通過調壓支管就可以直接減小第一快速開關閥受到的沖擊，將部分壓力通過調壓支管分流至第二快速開關閥，使得第一快速開關閥和第二快速開關閥分擔噴放主管的正向壓力，大大提高了第一快速開關閥的使用壽命。

在所述第一快速開關閥與第二快速開關閥之間的噴放主管上還連接有串聯(lián)的第二減壓閥、第二截止閥。進一步的，通過在第一快速開關閥與第二快速開關閥之間的噴放主管上安裝泄壓支路的方式，可以有效減小噴放主管上的壓力，保證實驗的安全性。

一種多閥組聯(lián)動的臨界流實驗控制方法，其特征在于包括以下步驟：

實驗前：第一快速開關閥、第二快速開關閥處于關閉狀態(tài)；第一減壓閥串聯(lián)第一截止閥處于關閉狀態(tài)。打開第一截止閥，位于第一快速開關閥和第二快速開關閥之間的b點壓力開始逐步上升，至b點壓力升至第一快速開關閥和噴放孔板之間點a壓力的一半時，關閉第一截止閥；若b點壓力超過a點壓力2/3，則打開第二截止閥，使b點壓力重新低于a點壓力的2/3。待b點壓力介于a點壓力的1/2和2/3之間時，全部關閉第一截止閥和第二截止閥。

實驗時：通道測控系統(tǒng)對第一快速開關閥、第二快速開關閥同時給出全開指令，第一快速開關閥和第二快速開關閥同時動作，并同時觸發(fā)噴放時間計時；當時間達到用戶給定的噴放時間后，計時終止；

實驗結束：給第二快速開關閥發(fā)送關閉信號，延遲一段時間后，再給第一快速開關閥關閉信號，完成實驗。

本發(fā)明的另一個目的是提供一種控制方法來解決現(xiàn)有技術中的快速開關閥容易受到?jīng)_擊而損壞的問題，通過噴放主管線采用多臺快速開關閥串聯(lián)，再并聯(lián)兩路壓力調節(jié)支路，可有效調節(jié)每臺開關閥的前后壓差，分擔每臺閥門的靜止工作載荷；采用閥門聯(lián)動控制技術，以閥門同時打開開啟臨界流實驗，而閥門關閉基于延遲策略，從而將單臺閥門所受的力進行有效分散，以降低高速流體對單臺閥門的沖擊作用。

所述步驟實驗結束時，延遲的時間＝第一快速開關閥從全開到關閉一半的時間。進一步講，通過這樣的延遲時間設置，保證第二快速開關閥先開始關動作，在第二快速開關閥行程進行到一半時，第一快速開關閥再開始關動作，由于第二快速開關閥先動作使流通面積變小，首先承受一部分流體的沖擊作用力，接著第一快速開關閥動作后承受另一部分流體的沖擊力，因此通過使用多閥組臨界流實驗控制序列，可以使閥門在臨界流的實驗過程中有效分擔流體的沖擊力，延長閥門的使用周期。

本發(fā)明的第三個目的是提供一種方法解決現(xiàn)有技術中的快速開關閥開啟壓差下降的問題。通過利用調壓支管上的第一減壓閥和第一截止閥以及泄壓支管上的第二減壓閥和第二截止閥，調整第一開關閥和第二開關閥之間的壓力位于第一開關閥閥前壓力的一半至三分之二，從而使第一開關閥的前后壓差為額定壓差的三分之一至二分之一，使第二開關閥的前后壓差為額定壓差的二分之一至三分之二，從而將第一開關閥的壓力分擔到第一開關閥和第二開關閥兩個閥門上，降低了單個閥門的開啟壓差，更利于第一開關閥的順利開啟。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有如下的優(yōu)點和有益效果：

1、本發(fā)明一種多閥組聯(lián)動的臨界流實驗控制系統(tǒng)及方法，當噴放主管的壓強增大時，通過調壓支管就可以直接減小第一快速開關閥受到的沖擊，將部分壓力通過調壓支管分流至第二快速開關閥，使得第一快速開關閥和第二快速開關閥分擔噴放主管的正向壓力，大大提高了第一快速開關閥的使用壽命，通過在第一快速開關閥與第二快速開關閥之間的噴放主管上安裝泄壓支路的方式，可以有效減小噴放主管上的壓力，保證實驗的安全性；

2、本發(fā)明一種多閥組聯(lián)動的臨界流實驗控制系統(tǒng)及方法，通過噴放主管線采用多臺快速開關閥串聯(lián)，再并聯(lián)兩路壓力調節(jié)支路，可有效調節(jié)每臺開關閥的前后壓差，分擔每臺閥門的靜止工作載荷；采用閥門聯(lián)動控制技術，以閥門同時打開開啟臨界流實驗，而閥門關閉基于延遲策略，從而將單臺閥門所受的力進行有效分散，以降低高速流體對單臺閥門的沖擊作用；

3、本發(fā)明一種多閥組聯(lián)動的臨界流實驗控制系統(tǒng)及方法，通過延遲時間的設置，保證第二快速開關閥先開始關動作，在第二快速開關閥行程進行到一半時，第一快速開關閥再開始關動作，由于第二快速開關閥先動作使流通面積變小，首先承受一部分流體的沖擊作用力，接著第一快速開關閥動作后承受另一部分流體的沖擊力，因此通過使用多閥組臨界流實驗控制序列，可以使閥門在臨界流的實驗過程中有效分擔流體的沖擊力，延長閥門的使用周期。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明實施例的進一步理解，構成本申請的一部分，并不構成對本發(fā)明實施例的限定。在附圖中：

圖1為本發(fā)明原理示意圖；

圖2為本發(fā)明的控制方法流程圖。

附圖中標記及對應的零部件名稱：

1-噴放孔板，2-第一快速開關閥，3-第二快速開關閥，4-第一減壓閥，5-第一截止閥，6-第二減壓閥，7-第二截止閥。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚明白，下面結合實施例和附圖，對本發(fā)明作進一步的詳細說明，本發(fā)明的示意性實施方式及其說明僅用于解釋本發(fā)明，并不作為對本發(fā)明的限定。

實施例

如圖1所示，本發(fā)明一種多閥組聯(lián)動的臨界流實驗控制系統(tǒng)，包括噴放主管，在噴放主管的上游安裝有一個噴放孔板1，在噴放主管的下游設置有兩個串聯(lián)的第一快速開關閥2、第二快速開關閥3，還包括一個調壓支管，調壓支管包括一個連接在噴放孔板1與第一快速開關閥2之間的第一減壓閥4，第一減壓閥4串聯(lián)第一截止閥5后連接至第一快速開關閥2與第二快速開關閥3之間的噴放主管上；在第一快速開關閥2與第二快速開關閥3之間的噴放主管上還連接有串聯(lián)的第二減壓閥6、第二截止閥7，第二減壓閥6與第二截止閥7構成泄壓支管。

如圖2所示本發(fā)明的一種多閥組聯(lián)動的臨界流實驗控制方法，包括以下步驟：實驗前：第一快速開關閥2、第二快速開關閥3處于關閉狀態(tài)，第一減壓閥(4)串聯(lián)第一截止閥(5)處于關閉狀態(tài)；打開第一截止閥(5)，位于第一快速開關閥(2)和第二快速開關閥(3)之間的b點壓力開始逐步上升，至b點壓力升至第一快速開關閥(2)和噴放孔板(1)之間點a壓力的一半時，關閉第一截止閥(5)；若b點壓力超過a點壓力2/3，則打開第二截止閥(7)，使b點壓力重新低于a點壓力的2/3。待b點壓力介于a點壓力的1/2和2/3之間時，全部關閉第一截止閥(5)和第二截止閥(7)。實驗時：通道測控系統(tǒng)對第一快速開關閥2、第二快速開關閥3同時給出全開指令，第一快速開關閥2和第二快速開關閥3同時動作，并同時觸發(fā)噴放時間計時；當時間達到用戶給定的噴放時間后，計時終止；實驗結束：給第二快速開關閥3發(fā)送關閉信號，延遲一段時間，延遲的時間＝第一快速開關閥2從全開到關閉一半的時間再給第一快速開關閥2關閉信號，完成實驗，通過這樣的延遲時間設置，保證第二快速開關閥3先開始關動作，在第二快速開關閥3行程進行到一半時，第一快速開關閥2再開始關動作；由于第二快速開關閥3先開使流通面積變小，首先承受一部分流體的沖擊作用力，接著第一快速開關閥2動作后隨另一部分流體的沖擊力，因此通過使用多閥組臨界流實驗控制序列，可以使閥門在臨界流的實驗過程中有效分擔流體的沖擊力，延長閥門的使用周期。

以上所述的具體實施方式，對本發(fā)明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施方式而已，并不用于限定本發(fā)明的保護范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。