一種高溫高壓循環(huán)水系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高溫高壓循環(huán)水系統(tǒng)，該系統(tǒng)為研究核電站循環(huán)水環(huán)境中腐蝕行為提供了平臺(tái)。
[0002]背景領(lǐng)域
[0003]核電運(yùn)行過程中，面臨復(fù)雜的、極端的環(huán)境腐蝕問題，而這對(duì)材料提出了極高的要求。為了延長(zhǎng)現(xiàn)役核電站的使用壽命以及滿足未來核電站建設(shè)的需要，從安全性和經(jīng)濟(jì)性兩個(gè)角度出發(fā)，對(duì)核電站材料在高溫高壓循環(huán)水的環(huán)境損傷行為進(jìn)行研究至關(guān)重要。而核電站的環(huán)境損傷很大一部分源自于與應(yīng)力有關(guān)的腐蝕開裂，因此，在實(shí)驗(yàn)室模擬核電站高溫高壓循環(huán)水工況下的有應(yīng)力存在的環(huán)境損傷行為顯得極為重要。
[0004]目前國(guó)內(nèi)外許多研究小組已經(jīng)建立適用于自己的高溫高壓循環(huán)水系統(tǒng)，并取得一系列重要成果。但是，對(duì)于系統(tǒng)的設(shè)計(jì)仍需改進(jìn)，目前的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)不夠優(yōu)化，功能回路未做區(qū)分對(duì)待，因此非常有必要設(shè)計(jì)一套新的高溫高壓循環(huán)水系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種新的高溫高壓循環(huán)水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)具體細(xì)化了每一部分回路的作用，當(dāng)具體的一個(gè)回路發(fā)生問題時(shí)，能夠快速的發(fā)現(xiàn)問題，而且不會(huì)影響其他回路工作。這種設(shè)計(jì)具有結(jié)構(gòu)清晰，各部分作用明確的優(yōu)點(diǎn)。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0007]一種高溫高壓循環(huán)水系統(tǒng)，包括不銹鋼儲(chǔ)水罐、常規(guī)泵、測(cè)氧計(jì)、電導(dǎo)計(jì)、常壓過濾器1、常壓過濾器I1、常壓過濾器II1、核級(jí)混床樹脂、高壓泵、穩(wěn)壓器、熱交換器、預(yù)熱器、高壓釜、加載機(jī)和冷卻器，具體如下:
[0008]不銹鋼儲(chǔ)水罐上設(shè)有三個(gè)進(jìn)氣管，分別用于向儲(chǔ)水罐內(nèi)的水中通入氧氣、氮?dú)夂蜌錃?，在每個(gè)進(jìn)氣管的入水端連接微米級(jí)氣體分散器；所述不銹鋼儲(chǔ)水罐上設(shè)有進(jìn)水口和兩個(gè)回水口，兩個(gè)回水口分別用于連接旁路回水管和高壓釜回路回水管；
[0009]不銹鋼儲(chǔ)水罐底部通過管路連接常規(guī)泵，不銹鋼儲(chǔ)水罐與常規(guī)泵連接的管路上設(shè)有球閥VI，并在儲(chǔ)水罐與球閥Vl之間的管路上接出一支路作為排水管路，排水管路上設(shè)有球閥V2，當(dāng)儲(chǔ)水罐需要排水時(shí)，關(guān)閉球閥VI，打開球閥V2即可；不銹鋼儲(chǔ)水罐出來的水，由常規(guī)泵提供循環(huán)水動(dòng)力，分別進(jìn)入旁路和高壓釜回路；
[0010]所述旁路先經(jīng)過單向閥，再分成三路，分別為檢測(cè)分路、離子交換分路和設(shè)有閥門的一個(gè)分路，最后三路匯合經(jīng)旁路回水管流回儲(chǔ)水罐，旁路回水管上設(shè)有流量計(jì)；
[0011]所述高壓釜回路，首先分成兩路，其中一路依次設(shè)有閥門V8、常壓過濾器和閥門V19，另一路上設(shè)有閥門V9，然后兩路合并成一路后連接高壓泵；所述高壓泵依次連接穩(wěn)壓器、壓力傳感器、單向閥和壓力顯示表，然后與熱交換器相連；
[0012]不銹鋼儲(chǔ)水罐進(jìn)入高壓釜回路中的水經(jīng)高壓泵后，首先在熱交換器中利用從高壓釜流回的熱水對(duì)循環(huán)水進(jìn)行熱交換，然后進(jìn)入預(yù)熱器，進(jìn)行大功率加熱，然后熱水通過進(jìn)水管道進(jìn)入高壓釜，高壓釜內(nèi)熱水通過出水管道連接熱交換器，高壓釜通過連接裝置與加載機(jī)相連接。
[0013]從高壓釜出來的高溫水經(jīng)過熱交換器后，進(jìn)入冷卻器，所述冷卻器通過管道依次連接熱電偶和壓力表后分為兩路，其中一路上設(shè)有閥門V15、高壓過濾器和閥門V16，另一路上設(shè)有閥門V17，兩路匯合后連接背壓閥II ;所述熱電偶和壓力表之間的管路上接有泄壓管路，泄壓管路上設(shè)有高壓安全閥。
[0014]所述背壓閥II通過管道連接流量計(jì)后分成兩路，其中一路連接常壓過濾器，另一路連接閥門V18，兩路匯合后通過高壓釜回路回水管接入儲(chǔ)水罐，完成循環(huán)。
[0015]所述不銹鋼儲(chǔ)水罐上通過管道連接排氣裝置，連接儲(chǔ)水罐和排氣裝置的管道上設(shè)有背壓閥I，可以根據(jù)需要調(diào)節(jié)儲(chǔ)水罐內(nèi)的壓力，連接儲(chǔ)水罐和排氣裝置的管道上還設(shè)單向閥，可以防止排氣裝置中的水逆流。
[0016]所述不銹鋼儲(chǔ)水罐通過管道連有低壓安全閥，該管道的一端與儲(chǔ)水罐內(nèi)氣體空間連通，該管道的另一端與大氣連通，該管道上在儲(chǔ)水罐與低壓安全閥之間設(shè)有壓力顯示表；該管道上在儲(chǔ)水罐與壓力顯示表之間的一段管路上連接一支路，支路上設(shè)有閥門V4，加水時(shí)作為快速排氣通道。
[0017]所述不銹鋼儲(chǔ)水罐上用于通入氮?dú)獾倪M(jìn)氣管上裝有電磁閥I，用于通入氫氣的進(jìn)氣管上裝有單向閥I和電磁閥II，用于通入氧氣的進(jìn)氣管上裝有電磁閥III。
[0018]所述不銹鋼儲(chǔ)水罐上的進(jìn)氣管與微米級(jí)氣體分散器的連接方式為:每個(gè)進(jìn)氣管其入水端各裝有一個(gè)三通，每個(gè)三通上連接兩個(gè)微米級(jí)氣體分散器。所述不銹鋼儲(chǔ)水罐上通過管道連接不銹鋼漏斗，作為儲(chǔ)水罐的進(jìn)水口，在儲(chǔ)水罐與不銹鋼漏斗連接的管道上設(shè)有球閥V3。
[0019]所述旁路的檢測(cè)分路上從靠近單向閥端依次設(shè)有閥門V7、測(cè)氧計(jì)和電導(dǎo)計(jì)，可實(shí)時(shí)檢測(cè)回路溶解氧和電導(dǎo)率。所述旁路的離子交換分路上從靠近單向閥端依次設(shè)有閥門V6、常壓過濾器和核級(jí)混床樹脂。
[0020]所述不銹鋼儲(chǔ)水罐進(jìn)入高壓釜回路中的水通過進(jìn)水管道進(jìn)入高壓釜，所述進(jìn)水管道上設(shè)熱電偶和閥門VII，高壓釜內(nèi)設(shè)有熱電偶；高壓釜內(nèi)熱水通過出水管道連接熱交換器，出水管道上設(shè)有閥門V1 ;所述進(jìn)水管道和出水管道之間通過一段管道實(shí)現(xiàn)連通，該管道上設(shè)有高溫高壓閥門V14 ;所述進(jìn)水管道和出水管道上各連接一排水支路，其上分別設(shè)有閥門V12和V13。
[0021]所述高壓釜外套有加熱裝置，用于對(duì)高壓釜的加熱和保溫。
[0022]本發(fā)明原理如下:
[0023]1、本發(fā)明高壓釜回路的溫度控制部分包括熱交換器、預(yù)熱器、高壓釜、冷卻器。首先在熱交換器中利用從高壓釜流回的熱水對(duì)循環(huán)水進(jìn)行熱交換，即能使高溫水冷卻，又可使低溫水升溫。然后進(jìn)入預(yù)熱器，進(jìn)行大功率加熱。熱水進(jìn)入高壓釜，高壓釜外套有加熱裝置，可以加熱和保溫。高溫水經(jīng)過熱交換器后，進(jìn)入冷卻器，由常溫水進(jìn)行冷卻，使其降至常溫。
[0024]2、本發(fā)明高溫高壓循環(huán)水系統(tǒng)，具有自動(dòng)控制功能，通過插在預(yù)熱器和高壓釜內(nèi)的熱電偶，可將溫度信號(hào)傳送至可編程溫度控制器。在可編程溫度控制器中設(shè)定好目標(biāo)溫度后，其會(huì)自動(dòng)調(diào)節(jié)預(yù)熱器和高壓釜功率大少，最終達(dá)到目標(biāo)溫度。
[0025]3、本發(fā)明設(shè)有壓力傳感器，可以將壓力信號(hào)顯示出來，并通過數(shù)據(jù)采集模塊，在電腦上實(shí)時(shí)顯示，并記錄。
[0026]4、本發(fā)明設(shè)有壓力、溫度報(bào)警系統(tǒng)。所述的壓力報(bào)警系統(tǒng)，是由壓力傳感器檢測(cè)高壓回路壓力，在超過設(shè)定壓力時(shí)會(huì)壓力報(bào)警，并且自動(dòng)停止高壓泵工作。所述的溫度報(bào)警系統(tǒng)，包括預(yù)熱器和高壓釜兩個(gè)相互獨(dú)立的控制單元。在設(shè)定目標(biāo)溫度的同時(shí)，設(shè)定溫度的報(bào)警上限，達(dá)到目標(biāo)溫度后設(shè)定溫度的報(bào)警下限。當(dāng)預(yù)熱器或高壓釜溫度超過報(bào)警上限或低于報(bào)警下限時(shí)，溫度報(bào)警。并且超溫報(bào)警時(shí)會(huì)自動(dòng)停止加熱。另外設(shè)有冷卻后常溫水報(bào)警，如果冷卻不充分，回路水溫升至報(bào)警溫度，則溫度報(bào)警。
[0027]5、本發(fā)明帶有溶解氧、電導(dǎo)率信息顯示表頭，并且可通過數(shù)據(jù)采集模塊，將溶解氧、電導(dǎo)率信息在電腦上實(shí)時(shí)顯示，并記錄。
[0028]本發(fā)明的有益效果是:
[0029]1、本發(fā)明系統(tǒng)細(xì)化了每部分回路功能，整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)清晰。
[0030]2、本發(fā)明系統(tǒng)能夠精確控制回路系統(tǒng)水化學(xué)參數(shù)，可完成高溫高壓浸泡實(shí)驗(yàn)，還可進(jìn)行高溫高壓循環(huán)水條件下應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)和疲勞試驗(yàn)。通過在線測(cè)量?jī)x器的使用，可以檢測(cè)溫度、壓力、流量、溶解氧等水化學(xué)工況，并可穩(wěn)定控制相關(guān)參數(shù)。
[0031]3、本發(fā)明系統(tǒng)所設(shè)報(bào)警系統(tǒng)，可有效控制整個(gè)系統(tǒng)