[发明专利]一种管道模拟实验装置及温度场测量方法

说明书

本发明公开了一种管道模拟装置及温度场测量方法，管道模拟装置包括管道、位于管道内部的支杆，支杆的两端分别与管道内壁固定连接，支杆上开设有多个固定孔，管道上开设有通孔组，每组通孔组包括沿管道的周向方向均匀间隔开设的多个通孔，通孔沿管道的壁厚方向贯穿管壁，每个固定孔及通孔均用于供测温元件贯穿，管道上对应通孔组设置有密封组件，密封组件用于密封通孔。本发明的管道模拟装置通过将该装置与测温元件相结合，实现了管道内高温高压流体的温度测量以及管道内外壁的温度测量，并对管道进行了密封，使得测得的温度场数据更准确，有利于精准预测管道的热分层及热冲击情况，为核电厂的危险性分析和运行状态分析提供有价值的参考依据。

技术领域

本发明属于核电技术领域，具体涉及一种管道模拟实验装置以及利用该管道模拟实验装置测量管道的温度场的方法。

背景技术

先进核能装备综合模拟实验平台，能1:1模拟核电站一回路的压力与温度运行参数；能1:1模拟一回路启动、升功率、满功率、降功率、热停堆、冷停堆等运行工况；能1:1模拟各工况下波动管的波进波出流量，并实现精确测量。其中，稳压波动管存在于稳压器和主回路管道之间，起到控制系统压力的作用，属于核电站中重要的核安全一级管道。

当稳压波动管内流动高温高压的流体时，对管道的内壁、外壁及管内高温高压流体的温度的精准测量是实现模拟实验平台强大功能的关键技术；同时，如何在测量温度场的同时对稳压波动管进行密封避免流体泄漏也是极具挑战的。

发明内容

有鉴于此，为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种管道模拟实验装置及温度场测量方法，用于解决现有技术中无法测试高温高压条件下的稳压波动管内外壁的温度及管内流体温度，以及无法在这种高强度条件下密封管道的问题。

为了达到上述目的，本发明采用以下的技术方案：

一方面，本发明了提供了一种管道模拟实验装置，包括管道、位于所述管道内部的支杆，所述支杆的两端分别与所述管道的内壁固定连接，所述支杆上开设有多个固定孔，所述管道上开设有通孔组，每组所述通孔组包括沿所述管道的周向方向均匀间隔开设的多个通孔，所述通孔沿所述管道的壁厚方向贯穿所述管道的管壁，每个所述固定孔及通孔均用于供测温元件贯穿，所述管道上对应所述通孔组设置有密封组件，所述密封组件用于密封所述通孔。

本发明提供的管道模拟实验装置，能1:1模拟核电厂一回路的波动管，将其配合一回路试验台架使用，通过试验台架模拟出核电厂的各种工况，并将各种工况作用于该管道模拟实验装置。通过在管道内设置开设有固定孔的支杆，在管壁上开设对应的通孔，为利用测温元件测量管道的内壁、外壁及内部流体的温度提供对应的测试通路，有利于收集到准确的温度数据；通过在每个通孔处设置密封部，实现了对高温高压条件下的管道的密封。利用该管道模拟试验装置，能够准确测量相应工况下管道内高温高压流体的温度以及管道的内外壁的温度，有利于精准预测波动管的热分层、热冲击情况，为核电厂的危险性分析和运行状态分析提供有价值的参考依据。

根据本发明的一些优选实施方面，所述密封组件包括对应所述通孔设置的多个密封部，每个所述密封部均包括底座及固定环；所述底座内开设有空腔，所述固定环容纳于所述空腔中，所述固定环的外壁与所述底座的内壁贴合，所述固定环的长度小于所述空腔的深度。通孔的开设方向与管壁的厚度方向相同，通孔的设置是为了便于让测量管道内壁温度及管内流体温度的测温元件从管内向管外穿出，在管道外部方便与测试设备连接。每组密封组件中的多个密封部沿着管道的周向方向均匀间隔地排布，每个密封部对应一个通孔，用于密封通孔，防止管道发生泄漏。固定环容纳于底座的空腔中且二者之间严密贴合，不留缝隙，保证其具有良好的密封性。