[发明专利]一种高温气冷堆试验用超压保护装置及其使用方法

说明书

一种高温气冷堆试验用超压保护装置及其使用方法，包括在反应堆压力容器顶部安装带有专用接口的试验工装，试验工装分别与安全阀和压力变送器相连，所述的安全阀与试验工装连接处上游安装有电动隔离阀，压力变送器的测量信号传送至控制器，所述的控制器输出端分别连接压力源，进气隔离阀以及电动隔离阀，压力源通过进气隔离阀连接反应堆压力容器。本发明保证大型金属类压力容器在气压试验过程中的安全，防止意外超压造成的设备损坏。

技术领域

本发明涉及金属类压力容器高气压压力试验保护技术领域，特别涉及一种高温气冷堆试验用超压保护装置及其使用方法。

背景技术

核电站一回路压力容器作为第二道安全屏障是防止放射性流出物向外界释放的重要设备，其体积庞大，加工工艺复杂，为了检验压力容器制造质量及安装质量，在压力容器出厂和电站冷试阶段需要对反应堆一回路压力容器进行强度试验。强度试验分为水压试验和气压试验，考虑到气压试验的高风险性，压水反应堆压力容器及一般压力容器均采用水压试验的方式来进行强度试验。

与压水堆核电站不同，高温气冷堆核电站是以氦气或二氧化碳等惰性气体作为冷却剂，石墨作为慢化剂，堆芯结构为石墨基体的一种堆型，在运行过程中一回路不允许有水汽的存在。根据ASME BPVC-III-I-NB分卷NB-6000部分只能采用气压试验替代水压试验的限制条件“当部件、附件或系统不易干燥，而使用时又不允许有微量试验介质残存”，高温气冷堆尤其是球床式高温气冷堆压力容器强度试验只能采用气压试验。

国内外高温气冷堆气压试验的情况各有不同，对超压保护的设置也随之不同。通过对比德国THTR反应堆及清华HTR-10实验堆的气压试验技术，德国THTR采用了预应力混凝土的结构形式且气压试验压力为4.4MPa，气压试验过程中未采用超压保护装置。HTR-10实验堆采用金属式压力容器，气压试验压力为3.85MPa，在气压试验过程中也未采取超压保护装置。而HTR-PM示范工程采用金属式压力容器，气压试验为9MPa。因气体的压缩性比水实体要大得多，考虑到气压试验升压过程比水压试验缓慢得多，因此HTR-PM在气压试验阶段未设计超压保护装置。

但是HTR-PM与THTR和HTR-10不同之处在于HTR-PM采用压缩空气作为气压试验介质，按照最高试验压力计算，共需近50吨压缩空气，介质装量极高，试验风险大大提高，在国内外气压试验鲜有先例。气压试验过程中温度变化对压力变化影响较大，由于试验温度的变化存在超压的风险，为了保证压力容器在试验过程中不受损，在气压试验阶段HTR-PM需考虑超压保护装置。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种高温气冷堆试验用超压保护装置及其使用方法，保证大型金属类压力容器在气压试验过程中的安全，防止意外超压造成的设备损坏。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种高温气冷堆试验用超压保护装置，包括在反应堆压力容器1顶部安装的带有专用接口的试验工装2，试验工装2分别与安全阀4和压力变送器5相连，所述的安全阀4与试验工装2连接处上游安装有电动隔离阀3，压力变送器5的测量信号传送至控制器6，所述的控制器6输出端分别连接压力源7，进气隔离阀8以及电动隔离阀3，压力源7通过进气隔离阀8连接反应堆压力容器1。

所述的试验工装2上设置有排气通孔和仪表接口，排气通孔和安全阀4相连，仪表接口连接压力变送器5。

所述的试验工装2通过法兰与压力容器1人孔或其他法兰接口处连接。

所述的试验工装2与隔离阀3和压力变送器5采用焊接形式连接。

所述的隔离阀3与安全阀4之间采用法兰连接。