[发明专利]核电厂高能管道破裂甩击模拟系统及方法

说明书

本发明公开了一种核电厂高能管道破裂甩击模拟系统，其包括：环形管网，环形管网上设有用于引导管道破裂的刻痕；防甩限制件，设置于靠近刻痕的位置，用于限制管道破裂端的甩击；以及加压装置，通过供压管线连接环形管网，用于为环形管网内的介质提供压力。此外，本发明还公开了一种核电厂高能管道破裂甩击模拟方法。相对于现有技术，本发明核电厂高能管道破裂甩击模拟系统和方法可准确反映高能管道破裂端甩击载荷的衰减和变化。

技术领域

本发明属于核电技术领域，更具体地说，本发明涉及一种核电厂高能管道破裂甩击模拟系统及方法。

背景技术

核电厂中存在运行温度或压力超过限值的高能管道，高能管道有双端剪切断裂的风险，管道破裂端在高能介质的推动下将会发生甩击行为，造成严重的次生灾害。因此，在高能管道设计时需要设计防甩限制件，对高能管道的甩击行为进行限制和阻止。

由于管道破裂后，甩击瞬间发生，管道内的介质在短时间内急速外泄，而系统响应时间则相对较长，为介质提供压力的动力源不可能及时停机，可起到隔离作用的阀门也不可能及时关闭，因此，造成破裂端受到的推力载荷无法准确计算。目前均采用保守简化的假设来推测破裂推力，该方法不考虑管路系统内压力的下降，假设管道所受到的推力完全不损失来进行计算，按这种方法计算得到的破裂推力与实际的破裂行为差异很大。

在现有的核电技术中，通常采用重锤跌落法模拟高能管道甩击试验：将管道模拟件(即重锤)置于高空，使其从高空跌落，用模拟件的重力来模拟管道破裂端的推力。但是，这种模拟方案包含“管道介质推力不损失”的假设，与实际的管道甩击情况不符，无法模拟管道破裂端的速度，也无法得知管道内压力的变化。

在现有的核电技术中，也有采用汽车碰撞的方法来模拟管道甩击，通过汽车带动管道模拟件直线运动来模拟管道破裂端的甩击行为。但是，这种模拟方案包含“管道推力完全丧失”的假设，与实际的管道甩击情况也不相符，无法得知管道内压力的变化。

有鉴于此，确有必要提供一种核电厂高能管道破裂甩击模拟系统及方法，以准确反映高能管道破裂端甩击载荷的衰减和变化。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种核电厂高能管道破裂甩击模拟系统及方法，其可准确反映高能管道破裂端甩击载荷的衰减和变化。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种核电厂高能管道破裂甩击模拟系统，其包括：

环形管网，环形管网上设有用于引导管道破裂的刻痕；

防甩限制件，设置于靠近刻痕的位置，用于限制管道破裂端的甩击；以及

加压装置，通过供压管线连接环形管网，用于为环形管网内的介质提供压力。

作为本发明核电厂高能管道破裂甩击模拟系统的一种改进，所述环形管网靠近刻痕两侧设有至少一个用于测量管道形变的应变片，并通过应变片连接的信号接收装置对管道变形进行实时监测。

作为本发明核电厂高能管道破裂甩击模拟系统的一种改进，所述环形管网靠近刻痕发生甩击的管道上设有用于测量管道甩击速度的速度感受器和加速度感受器，并通过速度感受器和加速度感受器连接的信号接收装置对管道甩击速度和加速度进行实时监测。

作为本发明核电厂高能管道破裂甩击模拟系统的一种改进，所述环形管网上标高最高点设有排气口。

作为本发明核电厂高能管道破裂甩击模拟系统的一种改进，所述刻痕根据试验设计加工在环形管网上，其尺寸根据环形管网中的介质压力经过计算得出。

作为本发明核电厂高能管道破裂甩击模拟系统的一种改进，所述环形管网于刻痕两侧各设有一个或多个用于测量环形管网压力的电子压力计。