[发明专利]核工艺管道泄漏率试验的流道模拟装置

说明书

本发明公开了一种核工艺管道泄漏率试验的流道模拟装置，在流道第一主体组件和流道第二主体组件之间设置有两个垫片，垫片将流道第一主体组件和流道第二主体组件分开一间隙，且垫片将所述间隙的侧面封堵。两个垫片与流道第一主体组件和流道第二主体组件共同围成一模拟裂缝流道；流道第一主体组件和流道第二主体组件通过与垫片接触组装连接在一起，并用两组螺栓夹紧。本发明在流道侧面增加了左垫片、右垫片，防止焊接连接造成流道侧面缝隙张开而导致的流道形状的改变，保证了试验过程中流道模拟装置能始终符合预设的流道尺寸和形状的要求。本发明可以通过改变垫片的厚度来调节模拟裂缝流道的张开位移，实现了模拟裂缝流道的张开位移可以调节。

技术领域

本发明涉及流道模拟装置，具体来说涉及一种核工艺管道泄漏率试验的流道模拟装置。

背景技术

开展LBB(Leak-Before-Break)分析技术需要对管道裂纹泄漏率模型进行试验研究，开展核工艺管道泄漏率试验需要模拟核级管道裂纹流道，通常有管道裂纹流道和基本流道两种形式。

在核电厂核工艺管道泄漏率试验中，流道模拟装置连接在回路以外的一条旁通支路上，用来模拟核电站压力管道破裂产生的裂纹发生介质泄漏的情况。高温高压流体通过裂纹向外喷射到低压环境中，流体通过裂纹时压力迅速下降，过冷流体在裂纹内流动时发生闪蒸现象，由单相状态转变为气液两相间热力及动力不稳定的状态。而研究流体温度、压力对泄漏量的影响，以及测试裂缝内闪蒸现象都需要对裂缝内的流体温度、压力进行测量，这在实际管道试验中很难实现，需要通过可以连接压力、温度测量仪表的流道模拟装置来模拟管道泄漏。目前，泄漏率试验中采用的流道模拟装置一般有以下特征：(1)裂纹张开位移由最初试验件加工时即确定下来；(2)通过模拟裂缝流道侧面预留焊缝，将流道主体材料焊接到一体；(3)流道内表面粗糙度可以预制；(4)流道入口形状有多种形式，包括矩形、椭圆形等。

但是，已有的流道模拟装置存在以下一些弊端：(1)模拟裂缝流道侧面预留焊缝，采用焊接形式将流道主体材料焊接在一起，会导致高温高压流体造成模拟裂缝流道侧面缝隙张开而导致的流道形状改变。(2)在这些方案中，流道主体之间普遍采用了焊接连接的方式，但是在焊的过程中，高温可能会改变流道内部的几何形态，影响最终得到的试验数据的可信度；(3)而由于采用焊接，每个流道模拟装置的流道间隙长度，即模拟的裂纹张开位移(COD)，都是固定的，意味着如果试验内容中有多个不同尺寸的流道要求，就需要准备多个流道模拟装置，且不能重复利用，大大增加了试验件制造成本和人力成本；(4)在一些裂缝模拟方案中，流道主体除焊接位置以外的接触点并没有做特别处理，这些位置在高温高压环境中可能发生不能保持原有接触，造成流道几何形状的改变，甚至发生泄漏，导致整个泄漏率试验的失败。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种核工艺管道泄漏率试验的流道模拟装置，以解决高温高压流体造成模拟裂缝流道侧面缝隙张开而导致的流道形状改变的问题；解决模拟裂缝流道的张开位移不能调节的问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

核工艺管道泄漏率试验的流道模拟装置，其特征在于，包括流道第一主体组件和流道第二主体组件，在流道第一主体组件和流道第二主体组件之间设置有被夹在流道第一主体组件和流道第二主体组件之间的两个垫片，所述的垫片将流道第一主体组件和流道第二主体组件分开形成一个闭合间隙，且所述垫片将所述间隙的侧面封堵，所述两个垫片与流道第一主体组件和流道第二主体组件共同围成一模拟裂缝流道，所述流道第一主体组件和流道第二主体组件装配在一起，并将所述两个垫片夹紧，所述流道模拟装置确保了流道边界附近区域无焊缝。

作为优选的改进，两个垫片、流道第一主体组件和流道第二主体组件在机械载荷作用下共同围成一模拟裂缝流道，且流道第一主体组件、流道第二主体组件和两个垫片通过两个方向的机械载荷夹紧密封，机械装配载荷完全能够满足装置密封要求。