CN114942107A - 一种核凝汽器空气内漏示踪气体释放装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种核凝汽器空气内漏示踪气体释放装置，它包括外壳，其特征在于，装置还包括：储气单元，其安装于外壳内并用于储存示踪气体；气体减压单元，其安装于外壳内并位于储气单元的下游，其用于降低储气单元送出的示踪气体压力至需要的压力值；气体调节单元，其安装于外壳内并位于气体减压单元的下游，其用于调节示踪气体压力，从而控制示踪气体流量；气体混合单元，其安装于外壳内并位于气体调节单元的下游，其用于将示踪气体与空气进行混合，并调节示踪气体混合浓度。本发明能够满足核凝汽器空气内漏示踪气体检漏法应用中对示踪气体浓度、压力调节和装置便携性的要求，实现对核凝汽器分布离散的待检测区域的逐个检测。
Description
技术领域
本发明属于核电检测设备领域，特别涉及一种核凝汽器空气内漏示踪气体释放装置。
背景技术
凝汽器是核电厂热力循环中起冷却作用的重要设备，凝汽器的正常运行，通过与冷却水热交换，在汽轮机出气口建立并维持真空度，并将汽轮机乏汽凝结成水作为二回路给水，构成完整循环。凝汽器的边界完整性要求较高，主要包括传热管管束、法兰、盖板等部件的密封性。凝汽器密封性良好，可降低汽轮机排气温度和排气压力，提高热循环效率。凝汽器密封性失效的一个重要方面是空气通过法兰、盖板、膨胀节等密封连接部位进入凝汽器壳侧的真空环境，导致真空度下降、背压上升、凝结水氧含量上升等情况，进而降低汽轮机出力下降，二回路设备腐蚀加剧等问题，影响核电厂安全经济运行。
针对空气通过密封连接部件泄漏进入凝汽器壳侧（以下简称空气内漏）的问题，主要采用示踪气体检漏法对这些可能存在泄漏的密封连接部件进行泄漏查找。其检漏原理为，凝汽器壳侧处于真空状态，在凝汽器法兰等密封连接部件可疑区域施加示踪气体。如果该区域存在泄漏，在壳侧真空作用下，将有部分示踪气体通过泄漏位置进入壳侧，并与其他非凝结气体一起被凝汽器真空系统抽出。在真空系统出口处接入示踪气体检漏仪探头，对其中的示踪气体浓度测量并判断泄漏情况。
凝汽器系统庞大，各类密封连接部件数量多、分布广。现有的示踪气体泄漏检测方法，通常是检测人员在密封连接部件附近固定一个示踪气体气瓶，利用减压阀将气体减压，并用适当长度的气管将示踪气体牵引至待检测位置，将气管末端对准待检测部位释放示踪气体。完成某一处的泄漏检测后，将气瓶、减压阀、气管拆除，移动至下一处待检测位置，重新连接气瓶、减压阀、气管执行检测。如公开号为：CN203881678U的专利申请，上述方法在检测执行期间存在诸多问题，例如示踪气体压力、浓度不可调，拆除气管管线时内部残存示踪气体弥散导致环境本底上升，检测位置分散需要频繁移动气瓶气管等。
发明内容
本发明的目的是提供一种核凝汽器空气内漏示踪气体释放装置，满足示踪气体浓度、压力可调节和装置便携性的要求。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种核凝汽器空气内漏示踪气体释放装置，它包括外壳，其特征在于，所述装置还包括：
储气单元，其安装于所述外壳内并用于储存示踪气体；
气体减压单元，其安装于所述外壳内并位于所述储气单元的下游，其用于降低储气单元送出的示踪气体压力至需要的压力值；
气体调节单元，其安装于所述外壳内并位于所述气体减压单元的下游，其用于调节示踪气体压力，从而控制示踪气体流量；
气体混合单元，其安装于所述外壳内并位于所述气体调节单元的下游，其用于将示踪气体与空气进行混合，并调节示踪气体混合浓度。
优化的，所述装置还包括用于显示示踪气体流量、浓度信息的显示单元。
优化的，所述装置还包括用于为所述气体减压单元、所述气体调节单元、所述气体混合单元供电的供电单元。
优化的，所述装置还包括用于防止从外部充入装置并与示踪气体合流的高压气体回流或泄漏的气体止回单元，所述气体止回单元、所述气体减压单元以及储气单元分别于三通阀的相连接。
优化的，所述储气单元包括高压气瓶。
优化的，所述气体减压单元包括减压阀、压力表以及旋转头，压力表安装于外壳上且位于外壳外，其与减压阀相通，用于调节减压阀出口压力的旋转头安装于减压阀上。
优化的，所述气体调节单元包括气体流量计以及气体调节阀组件，气体调节阀组件固定于外壳内，其一端通过第一弯管与气体减压单元相连，另外一端通过第二弯管与流量计相连。
优化的，所述气体混合单元包括微型气动泵、汇流组件，所述汇流组件、微型气动泵以及流量计分别与三通的第四弯管的三个端口连接。
优化的，所述外壳包括第一外壳和第二外壳。
优化的，所述装置还包括设于所述外壳上的喷枪管嘴、喷枪管嘴牙套、喷枪管嘴支架，所述喷枪管嘴支架安装于所述外壳内，所述喷枪管嘴一端部通过所述喷枪管嘴牙套与所述气体混合单元相连通，且该端部穿设于喷枪管嘴牙套和喷枪管嘴支架上，所述喷枪管嘴的另一端部伸出于所述外壳外。
本发明的有益效果在于：本发明能够满足核凝汽器空气内漏示踪气体检漏法应用中对示踪气体浓度、压力调节和装置便携性的要求，实现对核凝汽器分布离散的待检测区域的逐个检测。
附图说明
图1为装置的立体图；
图2为装置内部结构的示意图；
其中1、第一气瓶支架；2、第一外壳；3、高压气瓶；4、第二气瓶支架；5、第一直管；6、三通接头；7、高压快速接头；8、第一充压支架；9、止回阀；10、第二充压支架；11、第二直管；12、电量显示模块；13、减压阀；14、压力表；15、第一弯管；16、汇流器支架；17、汇流组件；18、喷枪管嘴；19、喷枪管嘴牙套；20、喷枪管嘴支架；21、第四弯管；22、微型气动泵；23、L形支架；24、第二弯管；25、气体调节阀组件；26、外壳支撑柱；27、流量计；28、LCD触摸屏；29、电池组；30、第三弯管；31、旋转头；32、第二外壳；33、电源开关；34、螺栓孔。
具体实施方式
下面结合附图所示的实施例对本发明作以下详细描述：
如图1-2所示，核凝汽器空气内漏示踪气体释放装置包括：
喷枪管嘴；外壳；储气单元，其安装于所述外壳内并用于储存示踪气体；气体减压单元，其安装于所述外壳内并位于所述储气单元的下游，其用于降低储气单元送出的示踪气体压力至需要的压力值；气体调节单元，其安装于所述外壳内并位于所述气体减压单元的下游，其用于调节示踪气体压力，从而控制示踪气体流量；气体混合单元，其安装于所述外壳内并位于所述气体调节单元的下游，其用于将示踪气体与空气进行混合，并调节示踪气体混合浓度。示踪气体为六氟化硫气体。
具体而言：
第一外壳2和第二外壳32通过螺钉封合到一起，形成形似枪的整个外壳。
储气单元由第一气瓶支架1、高压气瓶3、第二气瓶支架4组成。高压气瓶3通过第一气瓶支架1和第二气瓶支架4固定于外壳的握把位置的内部。储气单元的主要作用是储存示踪气体，如六氟化硫等，提供检漏所需的示踪气体气源。
气体止回单元由高压快速接头7、第一充压支架8、止回阀9组成。止回阀9与高压快速接头7密封连接，通过第一充压支架8固定于外壳尾部。气体止回单元的主要作用是防止从外部充入装置的高压气体回流或泄漏。
气体减压单元由减压阀13、压力表14、旋转头31组成。压力表14外置于外壳，与减压阀13相通，旋转头31安装于减压阀13上，用于调节减压阀13出口压力。气体减压单元的主要作用是减压，可将高压气瓶3出口的示踪气体压力降低至0.5Mpa左右，便于后续的气体压力和流量调节。
储气单元、气体止回单元、气体减压单元通过三通接头6密封连接。储气单元的高压气瓶3端口通过第一直管5与三通接头6的一端相连；气体止回单元的止回阀9端口与三通接头6的一端相连；气体减压单元的减压阀13高压侧端口通过第二直管11与三通接头6的一端相连。
气体调节单元由流量计27、气体调节阀组件25组成。气体调节阀组件25内置有气体控制器，气体调节阀组件25固定于装置的第一外壳2，其一端通过第一弯管15与气体减压单元相连，另外一端通过第二弯管24与流量计27相连。气体调节单元的主要作用为通过内置控制器调节示踪气体压力，从而控制气体流量。
气体混合单元由微型气动泵22、汇流组件17组成。汇流组件17通过汇流器支架16、喷枪管嘴支架20固定于外壳前端；微型气动泵22通过L形支架23固定于外壳内部；汇流组件17进气口和微型气动泵22通过三通的第四弯管21连接，第四弯管21的第三个端口与流量计27相连，汇流组件17出气口通过喷枪管嘴牙套19与喷枪管嘴18相连。气体混合单元的主要作用是将示踪气体与空气进行混合，并通过微型气动泵22控制和调节示踪气体混合浓度。
供电单元由电池组29、电源开关33组成。电池组29固定于装置第一外壳2内部，电源开关33内嵌于装置第二外壳32。供电单元的主要作用是为微型气动泵22、气体调节阀组件25、汇流组件17、电量显示模块12、LCD触摸屏28等元件供电。
显示单元由电量显示模块12、LCD触摸屏28组成。电量显示模块12、LCD触摸屏28内嵌于装置第二外壳32。电量显示模块12用于观察电池组29电量情况；LCD触摸屏28用于设置和查看气体浓度及流量等信息。
喷枪管嘴18是由碳纤维材质加工而成，是一系列不同管径、长度的圆管组合，可伸缩至所需要的特定长度，便于检测人员将示踪气体近距离施加至待检测区域。
本装置的各项功能的实现方式包括如下步骤：
步骤1：启动装置，等待各元件预热完成。
步骤2：通过LCD触摸屏按键，设置混合气体中预期的六氟化硫浓度及流量。
步骤3：启动高压气瓶3开关，示踪气体从高压气瓶3出口经过第一直管5进入三通接头6，示踪气体通过第二直管11进入减压阀13高压侧入口，该过程中止回阀9防止气体回流。
步骤4：利用旋转头31调节示踪气体压力降低至0.5Mpa左右，减压后的气体从减压阀13低压侧出口依次经过第一弯管15、第二弯管24、气体调节阀组件25、流量计27。
步骤5：流量计27将测得的流量值数据反馈至气体调节阀组件25，并在LCD触摸屏显示28出。
步骤6：气体调节阀组件25根据反馈的流量值将示踪气体流量调节至预设值，LCD触摸屏28实时显示流量的变化情况，并将六氟化硫最大注入流量限值设置为10L/min。
步骤7：空气经过微型气动泵22收集和增压，进入汇流组件17。
步骤8：示踪气体通过第四弯管21进入汇流组件17，与空气充分混合。
步骤9：内置的六氟化硫浓度红外传感器将检测到的浓度值反馈至汇流组件17的内置控制器和LCD触摸屏28，经过PID算法计算，控制六氟化硫调节阀25开度，直至混合气体浓度达到预设值，PID控制算法是结合比例、积分和微分三种环节于一体的控制算法。
步骤10：当混合气体流量和浓度均稳定输出达到预设值后，将喷枪管嘴18伸缩至适当长度，检测人员将喷枪管嘴18靠近核凝汽器待检测区域释放混合示踪气体。
步骤11：根据布置在核凝汽器真空系统出口的检漏仪测量信号，判断泄漏情况。
步骤12：等待检漏仪信号恢复至本底信号，将喷枪管嘴18收缩，携带释放装置前往下一个待检测区域，直至完成所有待检测区域的检测。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种核凝汽器空气内漏示踪气体释放装置，它包括外壳，其特征在于，所述装置还包括：
储气单元，其安装于所述外壳内并用于储存示踪气体；
气体减压单元，其安装于所述外壳内并位于所述储气单元的下游，其用于降低储气单元送出的示踪气体压力至需要的压力值；
气体调节单元，其安装于所述外壳内并位于所述气体减压单元的下游，其用于调节示踪气体压力，从而控制示踪气体流量；
气体混合单元，其安装于所述外壳内并位于所述气体调节单元的下游，其用于将示踪气体与空气进行混合，并调节示踪气体混合浓度。
2.根据权利要求1所述的核凝汽器空气内漏示踪气体释放装置，其特征在于：所述装置还包括用于显示示踪气体流量、浓度信息的显示单元。
3.根据权利要求1所述的核凝汽器空气内漏示踪气体释放装置，其特征在于：所述装置还包括用于为所述气体减压单元、所述气体调节单元、所述气体混合单元供电的供电单元。
4.根据权利要求1所述的核凝汽器空气内漏示踪气体释放装置，其特征在于：所述装置还包括用于防止从外部充入装置并与示踪气体合流的高压气体回流或泄漏的气体止回单元，所述气体止回单元、所述气体减压单元以及储气单元分别于三通阀的相连接。
5.根据权利要求1所述的核凝汽器空气内漏示踪气体释放装置，其特征在于：所述储气单元包括高压气瓶。
6.根据权利要求1所述的核凝汽器空气内漏示踪气体释放装置，其特征在于：所述气体减压单元包括减压阀、压力表以及旋转头，压力表安装于外壳上且位于外壳外，其与减压阀相通，用于调节减压阀出口压力的旋转头安装于减压阀上。
7.根据权利要求1所述的核凝汽器空气内漏示踪气体释放装置，其特征在于：所述气体调节单元包括气体流量计以及气体调节阀组件，气体调节阀组件固定于外壳内，其一端通过第一弯管与气体减压单元相连，另外一端通过第二弯管与流量计相连。
8.根据权利要求1所述的核凝汽器空气内漏示踪气体释放装置，其特征在于：所述气体混合单元包括微型气动泵、汇流组件，所述汇流组件、微型气动泵以及流量计分别与三通的第四弯管的三个端口连接。
9.根据权利要求1所述的核凝汽器空气内漏示踪气体释放装置，其特征在于：所述外壳包括第一外壳和第二外壳。
10.根据权利要求1所述的核凝汽器空气内漏示踪气体释放装置，其特征在于：所述装置还包括设于所述外壳上的喷枪管嘴、喷枪管嘴牙套、喷枪管嘴支架，所述喷枪管嘴支架安装于所述外壳内，所述喷枪管嘴一端部通过所述喷枪管嘴牙套与所述气体混合单元相连通，且该端部穿设于喷枪管嘴牙套和喷枪管嘴支架上，所述喷枪管嘴的另一端部伸出于所述外壳外。
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