CN102054537A - 一种核一级设备性能测试***及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种核一级设备性能测试的方法和***，可以解决三代和二代压水堆机组核一级设备在安全壳内事故期间和事故后环境条件下的性能测试，并保证热冲击阶段在规定时间内实现温度和压力的控制精度，以达到符合国际规范要求的三代和二代压水堆机组核一级设备在事故期间和事故后环境条件测试要求的参数。
Description
技术领域
本发明涉及核电技术领域，尤其涉及一种核一级设备性能测试***及方法。
背景技术
核安全法规要求，为确保核电站在正常运行工况，事故工况以及事故后工况下能安全运行，保护公众健康和安全，对核安全***和设备必须进行一系列鉴定试验，验证能否执行其预期功能。针对安全壳内的核一级核电设备，它们在冷却剂丧失事故期间和事故后必须维持正常安全工作功能，因此进行模拟安全壳内事故期间热动力和化学条件下的性能试验非常必要。该实验的核心为：安全壳内事故期间和事故后工况严酷环境工况的模拟，以及被测试设备特定功能考察装置。安全壳内事故和事故后工况严酷环境工况的模拟，就是实现特定的温度和压力，以及化学环境。
现有技术提供了一种安全壳内事故环境条件下核一级设备的性能试验台，其热工和化学环境是在试验舱室(以下简称LOCA炉)内实现，其容积最大为2.48m3。显然，LOCA炉容积限制被测试设备的范围，由于LOCA炉容积太小，很多核一级设备不能进行安全壳内事故环境性能试验。并且无法在规定时间内达到二代机组的热冲击要求的温度，在热冲击阶段不能保证温度均匀分布，导致被测试设备实际承受温度压力不是规定的温度压力。由于现有的核一级设备的性能试验***设计未考虑三代机组试验要求，该***不能满足三代机组环境试验。
发明内容
本发明解决的技术问题是：解决三代和二代压水堆机组核一级设备在安全壳内事故环境条件下的性能测试，并保证热冲击阶段在规定时间内实现和温度压力的控制精度，以达到符合国际规范要求的三代和二代压水堆机组核一级设备在事故环境条件测试要求的参数。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种核一级设备性能测试***，包括：
LOCA炉，用于对放置于其中的核一级设备的性能进行测试；
汽包，用于存储蒸汽，并向所述LOCA炉供应蒸汽；
其中，所述LOCA炉包括主体部件、附属部件以及附属工艺管口；
所述主体部件包括：具有一定封闭空间的筒体；
所述附属部件包括：用于对LOCA炉空间进行加热的电加热器；
所述LOCA炉附属工艺管口包括：蒸汽进口、化学溶液进口、化学溶液出口、上排空口、下排空口、压缩空气进口；LOCA炉空间温度测量仪表接口，压力测量仪表接口和液位测量仪表接口；
所述LOCA炉的化学溶液进口用于向所述LOCA炉输入化学溶液，所述LOCA炉中下部还设置有与所述液位测量仪表接口连接的液位计，用于测量进入所述LOCA炉的化学溶液的液位；
在所述LOCA炉的蒸汽进口上设置有相互并联的快开阀和调节阀；
其中，在性能测试的热冲击阶段，所述快开阀和调节阀用于通过向所述LOCA炉供给/停止供给蒸汽以控制LOCA炉的空间温度；所述快开阀、调节阀以及所述上排空口、下排空口用于实时控制所述LOCA炉内的压力；
在非热冲击阶段，所述调节阀用于向所述LOCA炉供给/停止供给蒸汽以控制LOCA炉内的空间温度；所述压缩空气进口用于向所述LOCA炉中添加压缩空气以控制所述LOCA炉内的压力；所述上排空口和下排空口用于控制所述LOCA炉内的压力。
本发明实施例还提供了一种在核一级设备性能测试***中进行二代核一级设备性能测试的方法，包括：
第一、二阶段，加热并维持所述LOCA炉内的温度；
第三阶段，对向所述LOCA炉输入蒸汽的管路进行暖管后，关闭所述汽包的出口阀，向汽包内冲入蒸汽；开启所述LOCA炉的蒸汽进口处的快开阀和调节阀，调节所述LOCA炉中的压力，在热冲击温度峰值到达之前，关闭所述快开阀和上排空口和下排空口，通过调节阀对LOCA炉内继续充蒸汽，用压缩空气进口和上排空口和下排空口控制所述LOCA炉内的压力；
第四阶段，关闭LOCA炉的蒸汽进口总阀门，关闭所述汽包的进口阀和出口阀，使所述LOCA炉自然冷却；
第五阶段，在LOCA炉内温度下降到预定温度值时，启动所述LOCA炉上的电加热器对其LOCA炉的空间温度进行加热；
第六阶段，对向所述LOCA炉输入蒸汽的管路进行暖管后，关闭所述汽包的出口阀，向汽包内充入蒸汽；开启所述LOCA炉的蒸汽进口处的快开阀和调节阀，调节所述LOCA炉中的压力，在热冲击温度峰值到达之前，关闭所述快开阀和上排空口和下排空口，通过调节阀对LOCA炉内继续充蒸汽，用压缩空气进口和上排空口和下排空口控制所述LOCA炉内的压力；打开所述化学溶液进口的阀门，启动喷淋泵，产生喷淋水从所述化学溶液进口处进入所述LOCA炉，所述LOCA炉内的蒸汽通过喷淋水冷却成液体，经化学溶液出口排出。
第七阶段，关闭喷淋泵和化学溶液进口的阀门，通过蒸汽进口处的调节阀调节进入LOCA炉的蒸汽，控制所述LOCA炉中的温度和压力；
第八阶段，关闭所述蒸汽进口总阀门，打开所述上排空口和下排空口，以使所述LOCA炉内空间温度下降到常温，使其压力下降到常压。
相应的，本发明实施例还提供了一种在核一级设备性能测试***中进行三代核一级设备性能测试的方法，其特征在于，包括：
第一、二阶段，加热并维持所述LOCA炉内的温度；
第三阶段，打开所述蒸汽进口总阀门将饱和蒸汽输入再热器，经过再热器加热加压后输入汽包，在所述LOCA炉通过喷淋水冷却成液体后排出；稳定再热器出口的蒸汽温度和压力；关闭汽包的出口，对汽包冲入蒸汽；开启所述LOCA炉的蒸汽进口处的快开阀和调节阀，调节所述LOCA炉中的压力，在热冲击温度峰值到达之前，关闭所述快开阀和上排空口和下排空口，通过调节阀对LOCA炉内继续充蒸汽，用压缩空气进口和上排空口和下排空口控制所述LOCA炉内的压力；
第四阶段，关闭LOCA炉的蒸汽进口总阀门，关闭所述汽包的进口阀和出口阀，使所述LOCA炉自然冷却；
第五阶段，在LOCA炉内温度下降到预定温度值时，启动所述LOCA炉上的电加热器对其LOCA炉的空间温度进行加热；
第六阶段，预热所述再热器的出口温度，向所述汽包冲入蒸汽，使所述汽包内的温度和压力达到预定值；
第七阶段，关闭喷淋泵和化学溶液进口的阀门，通过蒸汽进口处的调节阀调节进入LOCA炉的蒸汽，控制所述LOCA炉中的温度和压力；
第八阶段，关闭所述蒸汽进口总阀门，打开所述上排空口和下排空口，以使所述LOCA炉内空间温度下降到常温，使其压力下降到常压。
实施本发明实施例提供的技术方案，可以同时实现LOCA炉内温度和压力控制，并加大的蒸汽流量和调节能力，使得本核一级设备性能测试***达到二代和三代机组试验的热冲击要求，其他阶段和热稳定阶段温度压力控制精度高。并且LOCA炉内温度和压力实现均匀分布，保证被测试核一级设备承受规定的温度压力，保证实验可靠精确。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明中一种核一级设备性能测试***实施例一的结构示意图；
图2是本发明中一种核一级设备性能测试***实施例二的结构示意图；
图3是本发明中一种核一级设备性能测试***实施例三的结构示意图；
图4是本发明中在核一级设备性能测试***中进行二代核一级设备性能测试的方法实施例一的流程示意图；
图5是本发明中在核一级设备性能测试***中进行二代核一级设备性能测试的方法实施例二的流程示意图；
图6是本发明中在核一级设备性能测试***中进行三代核一级设备性能测试的方法实施例一的流程示意图；
图7是本发明中在核一级设备性能测试***中进行三代核一级设备性能测试的方法实施例二的流程示意图。
具体实施方式
本发明针对上述现有技术的不足，提供一种核一级设备性能测试***及方法，本发明实施例提供的技术方案，同时实现LOCA炉内温度和压力控制，并加大的蒸汽流量和调节能力，使得本核一级设备性能测试***达到二代和三代机组试验的热冲击要求，其他阶段和热稳定阶段温度压力控制精度高。并且LOCA炉内温度和压力实现均匀分布，保证被测试核一级设备承受规定的温度压力，保证实验可靠精确。
参见图1，为本发明中一种核一级设备性能测试***实施例一的结构示意图；
本实施例提供的核一级设备性能测试***，包括：
LOCA炉2，用于对放置于其中的核一级设备的性能进行测试；
汽包1，用于存储蒸汽，并向所述LOCA炉2供应蒸汽；
LOCA炉2包括主体部件和附属部件以及附属工艺管口；所述主体部件包括：具有一定封闭空间的筒体；所述附属部件包括：用于对LOCA炉2的空间温度和进入其中的蒸汽进行加热的电加热器20；需要说明的是，所述蒸汽由专门的设备供给，并由蒸汽进口总阀门控制；
LOCA炉2的附属工艺管口包括：蒸汽进口21、化学溶液进口22、化学溶液出口23、上排空口24、下排空口25、压缩空气进口26以及用于测量LOCA炉空间温度测量仪表接口、压力测量仪表接口和液位测量仪表接口(图未示)；
所述LOCA炉2的化学溶液进口22用于向所述LOCA2炉输入化学溶液，所述LOCA炉2中下部还设置有与所述液位测量仪表接口连接的液位计，用于测量进入所述LOCA炉2中的化学溶液的液位；当所述LOCA炉2中的化学溶液的液位超过所述液位计设置的值时，将所述化学溶液从所述化学溶液出口23排出。
LOCA炉2的蒸汽进口21设置有相互并联的快开阀210和调节阀211；在性能测试的热冲击阶段，快开阀210和调节阀211向LOCA炉2供给蒸汽以控制进入LOCA炉2的空间温度，快开阀210和调节阀211以及上排空口24和下排空口25用于实时控制LOCA炉2内的压力；在非热冲击阶段，调节阀211向LOCA炉2供给蒸汽以控制LOCA炉2内的空间温度，空压机产生的压缩空气通过压缩空气进口26向LOCA炉2中添加压缩空气或通过上排空口24和下排空口25控制LOCA炉2内的压力；
需要说明的是，本发明提供的LOCA炉的体积大于2.48m3，可以满足对大型的核一级设备功能的测试需要。
本发明实施例提供的一种核一级设备性能测试***，由于采用大型的LOCA炉，并能够精确模拟LOCA炉温度，压力，以及腐蚀环境，可以解决三代和二代压水堆机组核一级设备在安全壳内事故期间和事故后环境条件下的性能测试，并保证热冲击阶段在规定时间内实现温度和压力的控制精度，以达到符合国际规范要求的三代和二代压水堆机组核一级设备在事故期间和事故后环境条件测试要求的参数。
参见图2，为本发明中一种核一级设备性能测试***实施例二的结构示意图；
本实施例提供的核一级设备性能测试***包括实施例一提供的***的各个组成部分，所不同的是，本实施例提供的核一级设备性能测试***还包括：
化学溶液储槽5，用于存储化学液体；
喷淋泵3，与所述化学溶液储槽5连接，开启喷淋泵3时，所述化学溶液储槽5中的化学溶液经由所述喷淋泵3从所述化学溶液进口22输入到所述LOCA炉2；
换热器4，用于将经过所述化学溶液出口23排出的液体进行冷却，再输入到所述化学溶液储槽5进行存储，以对核一级设备进行性能测试时，能循环利用。所述换热器4的冷却水由冷却水管道供给，该冷却水管道上设置有冷却水进口阀门，当冷却水进口阀门打开时，冷却水通过管道从换热器上的冷却水进口进入换热器4，并通过冷却水出口排出，另外，冷却水还可以输入到化学溶液储槽5，用于调节所述其中的化学溶液的浓度。
可选的，本实施例中的LOCA炉2还包括排污口，用于在特殊情况下，要对LOCA炉做清空处理时，通过该排污口将LOCA炉内进行试验用的残留液体排到污水处理厂进行处理。
实施本发明提供的***，解决了三代和二代压水堆机组核一级设备在安全壳内事故环境条件下的性能测试，并保证热冲击阶段在规定时间内实现和温度压力的控制精度，以达到符合国际规范要求的三代和二代压水堆机组核一级设备在事故环境条件测试要求的参数。
本实施例中，为对核一级设备进行性能测试，主要利用某电站180℃，1MPaa的辅助蒸汽，实现安全壳内事故期间和事故后的环境温度和压力条件，为保证能够包络所有几何尺寸的核一级设备，核心设备LOCA炉几何尺寸和容积如下表1所示，不同的形式是为满足不同核级设备的需要：
表1
需要说明的是，在本发明提供的核一级设备性能测试***的各个实施例中，***至少包括一个试验用的LOCA炉，但不排除包括多个LOCA炉的情形。
同样参见图2，说明本发明中一种核一级设备性能测试***在测试二代压水堆机组核一级设备的实施例。
本实施例提供的LOCA炉的工艺管口还包括用于测量LOCA炉空间温度、压力和液位的各种测量仪的接口(图未示)，蒸汽通过汽包1后进入LOCA炉2内，在不同试验阶段，蒸汽流量不同，LOCA炉2蒸汽进口21处设置有并联的快开阀210和调节阀211，在热冲击阶段快开阀210和调节阀211同时全开，满足快速升温的需要，在其他阶段蒸汽需要量小，用调节阀211来供给蒸汽。
LOCA炉2内空间温度通过调节蒸汽进口21处的调节阀211和快开阀210来控制。
LOCA炉上还设置有测量压力的测量仪，根据压力测量仪上显示的压力度数，控制上排空口、下排空口、压缩空气进口的阀门开度。
在热冲击阶段，LOCA炉2空间压力通过蒸汽进口21处的快开阀210和调节阀211，以及LOCA炉2的上排空口24的阀门和下排空口25的阀门的控制联合实现。
对于非热冲击阶段，LOCA炉2内压力控制，通过压缩空气进口26向LOCA炉2添加压缩空气或在上排空口24和下排空口25实施排空来实现，当压力偏高，则开启上排空口24和下排空口25的阀门排压，当压力偏低，通过压缩空气进口26添加压缩空气以补充LOCA炉2内的压力。需要说明的是，所述上排空口24和下排空口25可以彼此相通，也能分别进行排空。
需要说明的是，为保证适时温度控制，克服一般工业测温元件固有滞后性导致的控制误差，本发明实施例采用毫秒级反应热电偶实时测量反馈空间温度。当LOCA炉为立式时，测温元件(及测量温度的测量仪)沿LOCA炉的圆周均匀布置在LOCA炉外部的中上部空间，通过温度测量仪的接口获得测温元件测得的平均温度作为蒸汽调节阀开度的控制参数。并且为保证温度场和压力场均匀，蒸汽从LOCA炉筒体上部沿圆周均布的4个分进口进入LOCA炉。
当LOCA炉为卧式时，蒸汽从筒体上部的4个对称于中心线和轴线的分进口进入LOCA炉，并且测温元件沿LOCA炉的轴线均匀布置在LOCA炉外部，通过温度测量仪的接口获得测温元件测得的平均温度作为蒸汽调节阀开度的控制参数。
热冲击阶段属于LOCA内温度和压力场呈现非稳态特性，为克服热冲击阶段LOCA炉内部温度场和压力场瞬态不均匀，开启蒸汽快开阀和调节阀的同时，同时开启上下排空阀迫使蒸汽上下流动，这样同时保证径向和轴向的温度压力分布均匀。
本发明实施例提供的***，采用全自动控制，微分调节，阀门迅速开启和适时调节，保证热冲击阶段在规定时间内实现温度和压力的控制精度。
参见图3，为本发明中一种核一级设备性能测试***实施例三的结构示意图。
本实施例中，主要针对三代压水堆机组核一级设备的性能测试***进行说明。
如图3所示，对三代压水堆机组核一级设备进行性能测试，本***除了包括与上述二代压水堆机组核一级设备性能测试***的结构和功能以外，还包括需再热器6，其用于将输入其中的饱和蒸汽加热加压，并输入到汽包进行存储，其参数为
| 设计温度压力 | 320℃ | 1.2MPa |
| 设计流量 | 7-10t/h | |
| 进出口温度 | 170-180℃ | 280-310℃ |
针对三代压水堆机组核一级设备的性能测试，饱和蒸汽先进入再热器6，该再热器6加热蒸汽加热到280-300℃，压力0.9-1MPaa，并且将加热加压后的蒸汽输入到汽包1进行存储，再由汽包1输入LOCA炉2内。
本实施例中的其他部件的功能和作用与实施例一类似，不再赘述，所不同的是，本实施例提供的***中，包括两个LOCA炉，其中，3#LOCA炉是1#LOCA炉的备用设备，1#LOCA炉是进行核一级设备性能测试用的LOCA炉，其功能和作用将在在核一级设备性能测试***中进行三代压水堆机组核一级设备的性能测试方法实施例二中详细描述。
本发明实施例提供的***，采用PLC全自动控制，微分调节，阀门迅速开启和适时调节，保证热冲击阶段在规定时间内实现和温度压力的控制精度。
参见图4，为本发明中在核一级设备性能测试***中进行二代核一级设备性能测试的方法实施例一的流程示意图。
本实施例提供的进行二代核一级设备性能测试的方法，主要包括生成测试环境的步骤：
步骤100，即第一、二阶段，预热阶段；
具体为：加热并维持LOCA炉内的温度；
步骤101，即第三阶段，热冲击实施和热稳定阶段；
具体为：对向LOCA炉输入蒸汽的管路进行暖管后，关闭汽包的出口阀，向汽包内冲入蒸汽；开启LOCA炉的蒸汽进口处的快开阀和调节阀，调节LOCA炉中的压力，在热冲击温度峰值到达之前，关闭快开阀和上排空口和下排空口，通过调节阀对LOCA炉内继续充蒸汽，用压缩空气进口和上排空口和下排空口控制LOCA炉内的压力；需要说明的是，本实施例提供的LOCA炉的工艺管口包括用于测量LOCA炉空间温度、压力和液位的各种测量仪的接口，通过温度测量仪，测得的参数，控制快开阀和调节阀的开度，通过压力测量仪获得的参数控制上排空口和下排空口以及压缩空气进口的阀门开度。
步骤102，即第四阶段，自然冷却阶段；
具体为：关闭LOCA炉的蒸汽进口总阀门，关闭汽包的进口阀和出口阀，使LOCA炉自然冷却；
步骤103，即第五阶段，热稳定阶段；
具体为：在LOCA炉内温度下降到预定温度值时，启动LOCA炉上的电加热器对其LOCA炉的空间温度进行加热；
步骤104，即第六阶段，第二次热冲击和喷淋降温阶段；
具体为：对向LOCA炉输入蒸汽的管路进行暖管后，关闭汽包的出口阀，向汽包内冲入蒸汽；开启LOCA炉的蒸汽进口处的快开阀和调节阀，调节LOCA炉中的压力，在热冲击温度峰值到达之前，关闭快开阀和上排空口和下排空口，通过调节阀对LOCA炉内继续充蒸汽，用压缩空气进口和上排空口和下排空口控制LOCA炉内的压力；打开化学溶液进口的阀门，启动喷淋泵，产生喷淋水从化学溶液进口处进入LOCA炉，LOCA炉内的蒸汽通过喷淋水冷却成液体，经化学溶液出口排出，需要说明的是，为了保证LOCA炉中有一定体积的化学溶液，需要通过液位计来控制化学溶液的液位，通过液位计获得的液位参数，控制化学溶液出口的阀门开度。
步骤105，即第七阶段，热稳定阶段；
具体为：关闭喷淋泵和化学溶液进口的阀门，通过蒸汽进口处的调节阀调节进入LOCA炉的蒸汽，控制LOCA炉中的温度和压力；
步骤106，即第八阶段，实验结束阶段；
具体为：关闭蒸汽进口总阀门，打开上排空口和下排空口，以使LOCA炉内空间温度下降到常温，使其压力下降到常压。
经过上述生成测试环境的步骤，在LOCA炉中制造了测试核一级设备的温度、压力、腐蚀环境，可以对放置在LOCA炉中的核一级设备进行抗温抗压和抗腐蚀的性能进行测试。
实施本发明提供的方法，解决了三代和二代压水堆机组核一级设备在安全壳内事故环境条件下的性能测试，并保证热冲击阶段在规定时间内实现温度和压力的控制精度，以达到符合国际规范要求的三代和二代压水堆机组核一级设备在事故环境条件测试要求的参数。
参见图5，为本发明中在核一级设备性能测试***中进行二代核一级设备性能测试的方法实施例二的流程示意图；
其中，图5中所示的阶段1-2为预热阶段，具体为：
采用LOCA炉的电加热器加热LOCA炉内的空间温度到50℃；在24小时内，将LOCA炉的空间温度维持在48℃-52℃之间。
图5中所示的阶段3为热冲击实施和热稳定阶段，具体为：
开启LOCA炉的蒸汽进口总阀门至开度20％-50％，对向LOCA炉输入蒸汽的管路进行暖管；
暖管完毕，关闭汽包出口，对汽包内冲入蒸汽，使其温度为180℃，压力为1.0MPaa；
全部开启LOCA炉的蒸汽进口处的快开阀和调节阀，向LOCA炉输入蒸汽，以使LOCA炉内空间温度实现快速升温；
利用LOCA炉的上排空口和下排空口调节LOCA炉内的压力；
在热冲击温度到达峰值之前，关闭蒸汽出口处的快开阀，关闭上排空口和下排空口，进入热稳定阶段；
利用蒸汽出口处的调节阀向LOCA炉继续充入蒸汽，测量LOCA炉的温度，控制蒸汽调节阀的开度；
测量LOCA炉的压力，用于控制压缩空气进口的阀门和上排空口的阀门和下排空口的阀门的开度；需要说明的是，本实施例提供的LOCA炉的工艺管口包括用于测量LOCA炉空间温度、压力和液位的各种测量仪的接口，通过温度测量仪，测得的参数，控制快开阀和调节阀的开度，通过压力测量仪获得的参数控制上排空口和下排空口以及压缩空气进口的阀门开度。
热稳定阶段持续12分钟。
图5中所示的阶段4为自然冷却阶段，具体为：
关闭LOCA炉的蒸汽进口总阀门，关闭汽包的进口阀和出口阀，使LOCA炉自然冷却；
图5中所示的阶段5为热稳定阶段，具体为：
在LOCA炉内的空间温度下降到预定温度值，例如50℃时，启动LOCA炉上的电加热器，维持LOCA炉内的空间温度在48℃-52℃，维持24小时。
图5中所示的阶段6为第二次热冲击和喷淋降温阶段，具体为：
开启LOCA炉的蒸汽进口总阀门至开度20％-50％，对向LOCA炉输入蒸汽的管路进行暖管；
暖管完毕，关闭汽包出口，对汽包内冲入蒸汽，使其温度为180℃，压力为1.0MPaa；
全部开启LOCA炉的蒸汽进口处的快开阀和调节阀，向LOCA炉输入蒸汽，以使LOCA炉内空间温度实现快速升温；
利用LOCA炉的上排空口和下排空口调节LOCA炉内的压力；
在热冲击温度到达峰值之前，关闭蒸汽出口处的快开阀，关闭上排空口和下排空口，进入热稳定阶段；
利用蒸汽出口处的调节阀向LOCA炉继续冲入蒸汽，测量LOCA炉的温度，控制蒸汽调节阀的开度；
测量LOCA炉的压力，用于控制压缩空气进口的阀门和上排空口的阀门和下排空口的阀门的开度；
热稳定阶段持续200秒钟；
在200秒后，打开化学溶液进口的阀门，启动喷淋泵，化学溶液出口的阀门由LOCA炉内的液位控制以保持LOCA炉内压力和液位；，需要说明的是，为了保证LOCA炉中有一定体积的化学溶液，需要通过液位计来控制化学溶液的液位，通过液位计获得的液位参数，控制化学溶液出口的阀门开度。
从LOCA炉内排出的化学溶液经换热器冷却后回到化学溶液储槽；
在第200秒至96小时，LOCA炉内的空间温度压力按规定曲线下降，LOCA炉内的空间温度由蒸汽出口处的调节阀控制，压力由压缩空气进口阀和上排空阀控制。
图5中所示的阶段7为热稳定阶段，具体为：
关闭喷淋泵，关闭化学溶液进口阀门，继续用蒸汽出口处的调节阀控制LOCA炉内的空间温度到100℃，压力调节到0.2MPaa，保持该温度和压力10天时间。
图5中所示的阶段8为结束试验阶段，具体为：
关闭蒸汽进口总阀门，打开上排空口和下排空口，以使LOCA炉内空间温度下降到常温，使其压力下降到常压，结束试验。
本发明实施例提供的方法，采用PLC全自动控制，微分调节，阀门迅速开启和适时调节，保证热冲击阶段在规定时间30s内实现，并温度达到156℃，压力达到0.56MPaa。
参见图6，为本发明中在核一级设备性能测试***中进行三代核一级设备性能测试的方法实施例一的流程示意图；
结合图3，具体说明本实施例提供的进行三代核一级设备性能测试的方法，包括如下生成测试环境的步骤：
步骤200，即第一、二阶段，预热阶段；
具体为：加热并维持LOCA炉内的温度；
步骤201，即第三阶段，热冲击实施和热稳定阶段；
具体为：打开蒸汽进口总阀门，将饱和蒸汽输入再热器，经过再热器加热加压后输入汽包，在3#LOCA炉通过喷淋水冷却成液体后排出；稳定再热器出口的蒸汽温度和压力；关闭汽包的出口，对汽包充入蒸汽；开启试验用的1#LOCA炉的蒸汽进口处的快开阀和调节阀，调节1#LOCA炉中的压力，在热冲击温度峰值到达之前，关闭快开阀和上排空口和下排空口，通过调节阀对1#LOCA炉内继续充蒸汽，用压缩空气进口和上排空口和下排空口控制1#LOCA炉内的压力；
步骤202，即第四阶段，自然冷却阶段；
具体为：关闭1#LOCA炉的蒸汽进口调节阀，全开1#LOCA炉的上排空口和下排空口，排除1#LOCA炉中蒸汽和蒸汽凝结水；需要说明的是，上排空口和下排空是相通的，各自也可以分别实现排空的作用。
步骤203，即第五阶段，热稳定阶段；
具体为：在1#LOCA炉内温度下降到预定温度值时，启动1#LOCA炉上的电加热器对1#LOCA炉的空间温度进行加热；
步骤204，即第六阶段，第二次热冲击和喷淋降温阶段；
具体为：预热再热器的出口温度，向汽包充入蒸汽，使汽包内的温度和压力达到预定值。
步骤205，即第七阶段，热稳定阶段；
具体为：关闭喷淋泵和化学溶液进口的阀门，通过蒸汽进口处的调节阀调节进入1#LOCA炉的蒸汽，控制1#LOCA炉中的温度和压力；
步骤206，即第八阶段，实验结束阶段；
具体为：关闭蒸汽进口总阀门，打开上排空口和下排空口，以使1#LOCA炉内空间温度下降到常温，使其压力下降到常压。
经过上述生成测试环境的步骤，在LOCA炉中制造了测试核一级设备的温度、压力、腐蚀环境，可以对放置在LOCA炉中的核一级设备进行抗温抗压和抗腐蚀的性能进行测试。
实施本发明提供的方法，解决了三代压水堆机组核一级设备在安全壳内事故环境条件下的性能测试，并保证热冲击阶段在规定时间内实现温度和压力的控制精度，以达到符合国际规范要求的三代压水堆机组核一级设备在事故环境条件测试要求的参数。
参见图7，为本发明中在核一级设备性能测试***中进行三代核一级设备性能测试的方法实施例二的流程示意图；
结合图3，说明本实施例的方法流程；
其中，图7中所示的阶段1-2为预热阶段，具体为：
采用LOCA炉的电加热器加热LOCA炉内的空间温度到50℃；在24小时内，将LOCA炉的空间温度维持在48℃-52℃之间。
图7中所示的阶段3为热冲击实施和热稳定阶段，具体为：
打开蒸汽进口总阀门至规定开度20％-30％；
饱和蒸汽进入再热器，经过再热器加热后进入汽包；
汽包中的蒸汽输入3#LOCA炉，通过喷淋水冷却成液体后经过化学溶液排出口排出；
当再热器蒸汽出口温度稳定到280-300℃，压力稳定1.0MPaa后，关闭汽包出口，对汽包充入蒸汽，使其内的温度到280-300℃，压力到1.0MPaa；
全部开启试验的1#LOCA炉的蒸汽出口处的快开阀和调节阀；
调节上排空口的阀门和下排空口的阀门控制1#LOCA炉内压力；
在到达热冲击温度的峰值之前，关闭蒸汽出口处的快开阀，关闭上排空口的阀门和下排空口的阀门，进入热稳定阶段；
通过蒸汽出口处的调节阀向1#LOCA炉内继续充蒸汽，对1#LOCA炉进行温度测量，以测量的温度控制蒸汽出口处的调节阀开度，压缩空气进口的阀门和上排空口的阀门和下排空口的阀门的开度由1#LOCA炉内压力控制；
热稳定阶段持续12分钟。
图7中所示的阶段4为自然冷却阶段，具体为：
关闭1#LOCA炉的蒸汽进口处的调节阀，全开1#LOCA炉的上排空口的阀门和下排空口的阀门，排出1#LOCA炉中蒸汽和蒸汽凝结水；
关闭再热器的电源，关闭1#LOCA炉的蒸汽出口处的调节阀，开启3#LOCA炉的蒸汽出口处的快开阀和化学溶液进口的阀门，启动3#LOCA炉的喷淋，被再热器加热的蒸汽在3#LOCA炉冷却后，通过3#LOCA炉下排空口排空，直至再热器出口温度下降到200℃；
关闭蒸汽进口总阀，关闭再热器的蒸汽进口阀。
图7中所示的阶段5为热稳定阶段，具体为：
在1#LOCA炉内的空间温度下降到预定温度值，例如50℃时，启动1#LOCA炉上的电加热器，维持1#LOCA炉内的空间温度在48℃-52℃，维持24小时。
图7中所示的阶段6为第二次热冲击和喷淋降温阶段，具体为：
预热再热器出口温度到280-300℃；
对汽包充入蒸汽，实施对1#LOCA炉的热冲击；
当1#LOCA炉的空间温度下降到200℃时，关闭再热器电源；
当再热器出口温度达到200℃，打开汽包蒸汽进口，关闭再热器蒸汽进出口，蒸汽通过汽包直接充入1#LOCA炉；
打开阀门至规定开度，饱和蒸汽进入再热器，经过再热器加热后进入汽包；
蒸汽在3#LOCA炉通过喷淋水冷却成液体后排空，当再热器出口温度稳定到280-300℃，1.0MPaa后，关闭汽包出口，对汽包充蒸汽，使其内温度到280-300℃，压力到1.0MPaa。
图7中所示的阶段7为热稳定阶段，具体为：
关闭喷淋泵，关闭化学溶液进口阀门，继续用蒸汽出口处的调节阀控制1#LOCA炉内的空间温度到100℃，压力调节到0.2MPaa，保持该温度和压力10天时间。
图7中所示的阶段8为结束试验阶段，具体为：
关闭蒸汽进口总阀门，打开上排空口和下排空口，以使1#LOCA炉内空间温度下降到常温，使其压力下降到常压，结束试验。
本发明实施例提供的方法，采用PLC全自动控制，微分调节，阀门迅速开启和适时调节，保证热冲击阶段在规定时间19s内实现，并且温度达到213℃，压力达到0.45MPaa。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，程序可存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。
以上是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (18)
1.一种核一级设备性能测试***，其特征在于，包括：
LOCA炉，用于对放置于其中的核一级设备的性能进行测试；
汽包，用于存储蒸汽，并向所述LOCA炉供应蒸汽；
其中，所述LOCA炉包括主体部件、附属部件以及附属工艺管口；
所述主体部件包括：具有一定封闭空间的筒体；
所述附属部件包括：用于对LOCA炉空间进行加热的电加热器；
所述LOCA炉附属工艺管口包括：蒸汽进口、化学溶液进口、化学溶液出口、上排空口、下排空口、压缩空气进口；LOCA炉空间温度测量仪表接口，压力测量仪表接口和液位测量仪表接口；
所述LOCA炉的化学溶液进口用于向所述LOCA炉输入化学溶液，所述LOCA炉中下部还设置有与所述液位测量仪表接口连接的液位计，用于测量进入所述LOCA炉中的化学溶液的液位；
在所述LOCA炉的蒸汽进口上设置有相互并联的快开阀和调节阀；
其中，在性能测试的热冲击阶段，所述快开阀和调节阀用于通过向所述LOCA炉供给/停止供给蒸汽以控制LOCA炉的空间温度；所述快开阀、调节阀以及所述上排空口、下排空口用于实时控制所述LOCA炉内的压力；
在非热冲击阶段，所述调节阀用于向所述LOCA炉供给/停止供给蒸汽以控制LOCA炉内的空间温度；所述压缩空气进口用于向所述LOCA炉中添加压缩空气以控制所述LOCA炉内的压力；所述上排空口和下排空口用于控制所述LOCA炉内的压力。
2.如权利要求1所述的***，其特征在于，所述***还包括：
化学溶液储槽，用于储存化学液体；
喷淋泵，与所述化学溶液储槽连接，用于将所述化学溶液储槽中的化学溶液从所述化学溶液进口输入到所述LOCA炉中；
换热器，用于对经过所述化学溶液出口排出的液体进行冷却，并输入到所述化学溶液储槽进行存储。
3.如权利要求2所述的***，其特征在于，所述***用于测试三代核一级设备时，还包括：
再热器，用于将输入其中的饱和蒸汽加热加压，并输入到所述汽包进行存储。
4.如权利要求2或3所述的***，其特征在于，所述LOCA炉为立式LOCA炉，所述LOCA炉的蒸汽进口包括四个沿所述LOCA炉圆周均匀设置的分进口；所述温度测量仪表接口连接的测温元件沿LOCA炉的圆周均匀设置在所述LOCA炉外部的中上部。
5.如权利要求2或3所述的***，其特征在于，所述LOCA炉为卧式LOCA炉，所述LOCA炉的蒸汽进口包括四个均匀设置并对称于所述LOCA炉的中心线和轴线的分进口；所述温度测量仪表接口连接的测温元件沿LOCA炉的轴线均匀设置在所述LOCA炉外部。
6.一种在如权利要求1所述的核一级设备性能测试***中进行二代核一级设备性能测试的方法，其特征在于，包括如下生成测试环境的步骤：
第一、二阶段，加热并维持所述LOCA炉内的温度；
第三阶段，对向所述LOCA炉输入蒸汽的管路进行暖管后，关闭所述汽包的出口阀，向汽包内冲入蒸汽；开启所述LOCA炉的蒸汽进口处的快开阀和调节阀，调节所述LOCA炉中的压力，在热冲击温度峰值到达之前，关闭所述快开阀和上排空口和下排空口，通过调节阀对LOCA炉内继续充蒸汽，用压缩空气进口和上排空口和下排空口控制所述LOCA炉内的压力；
第四阶段，关闭LOCA炉的蒸汽进口总阀门，关闭所述汽包的进口阀和出口阀，使所述LOCA炉自然冷却；
第五阶段，在LOCA炉内温度下降预定温度值时，启动所述LOCA炉上的电加热器对其LOCA炉的空间温度进行加热；
第六阶段，对向所述LOCA炉输入蒸汽的管路进行暖管后，关闭所述汽包的出口阀，向汽包内冲入蒸汽；开启所述LOCA炉的蒸汽进口处的快开阀和调节阀，调节所述LOCA炉中的压力，在热冲击温度峰值到达之前，关闭所述快开阀和上排空口和下排空口，通过调节阀对LOCA炉内继续充蒸汽，用压缩空气进口和上排空口和下排空口控制所述LOCA炉内的压力；打开所述化学溶液进口的阀门，启动喷淋泵，产生喷淋水从所述化学溶液进口处进入所述LOCA炉，所述LOCA炉内的蒸汽通过喷淋水冷却成液体，经化学溶液出口排出。
第七阶段，关闭喷淋泵和化学溶液进口的阀门，通过蒸汽进口处的调节阀调节进入LOCA炉的蒸汽，控制所述LOCA炉中的温度和压力；
第八阶段，关闭所述蒸汽进口总阀门，打开所述上排空口和下排空口，以使所述LOCA炉内空间温度下降到常温，使其压力下降到常压。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第一、二阶段包括：
采用LOCA炉的电加热器加热LOCA炉内的空间温度到50℃；在24小时内，将LOCA炉的空间温度维持在48℃-52℃之间。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第三阶段包括：
开启所述LOCA炉的蒸汽进口总阀门至开度20％-50％，对向所述LOCA炉输入蒸汽的管路进行暖管；
暖管完毕，关闭汽包出口，对汽包内冲入蒸汽，使其温度为180℃，压力为1.0MPaa；
全部开启所述LOCA炉的蒸汽进口处的快开阀和调节阀，向所述LOCA炉输入蒸汽，以使所述LOCA炉内空间温度实现快速升温；
利用所述LOCA炉的上排空口和下排空口调节所述LOCA炉内的压力；
在热冲击温度到达峰值之前，关闭蒸汽出口处的快开阀，关闭上排空口和下排空口，进入热稳定阶段；
利用所述蒸汽出口处的调节阀向所述LOCA炉继续冲入蒸汽，测量所述LOCA炉的温度，控制所述蒸汽调节阀的开度；
测量所述LOCA炉的压力，用于控制所述压缩空气进口的阀门和上排空口的阀门和下排空口的阀门的开度。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述第五阶段包括：
在所述LOCA炉内的空间温度下降到50℃，启动所述LOCA炉上的电加热器，维持所述LOCA炉内的空间温度在48℃-52℃。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述第六阶段包括：
开启所述LOCA炉的蒸汽进口总阀门至开度20％-50％，对向所述LOCA炉输入蒸汽的管路进行暖管；
暖管完毕，关闭汽包出口，对汽包内冲入蒸汽，使其温度为180℃，压力为1.0MPaa；
全部开启所述LOCA炉的蒸汽进口处的快开阀和调节阀，向所述LOCA炉输入蒸汽，以使所述LOCA炉内空间温度实现快速升温；
利用所述LOCA炉的上排空口和下排空口调节所述LOCA炉内的压力；
在热冲击温度到达峰值之前，关闭蒸汽出口处的快开阀，关闭上排空口和下排空口，进入热稳定阶段；
利用所述蒸汽出口处的调节阀向所述LOCA炉继续冲入蒸汽，测量所述LOCA炉的温度，控制所述蒸汽调节阀的开度；
测量所述LOCA炉的压力，用于控制所述压缩空气进口的阀门和上排空口的阀门和下排空口的阀门的开度；
打开化学溶液进口的阀门，启动喷淋泵，化学溶液出口的阀门由LOCA炉内的液位控制以保持LOCA炉内压力；
从LOCA炉内排出的化学溶液经换热器冷却后回到化学溶液储槽；
当LOCA炉内的空间温度压力按规定曲线下降时，LOCA炉内的空间温度由蒸汽出口处的调节阀控制，压力由压缩空气进口阀和上排空阀控制。
11.如权利要求6-10中任一项所述的方法，其特征在于，所述第七阶段包括：
关闭喷淋泵，关闭化学溶液进口阀门，继续用蒸汽出口处的调节阀控制LOCA炉内的空间温度到100℃，压力调节到0.2MPaa。
12.一种在如权利要求1所述的核一级设备性能测试***中进行三代核一级设备性能测试的方法，其特征在于，包括如下生成测试环境的步骤：
第一、二阶段，加热并维持所述LOCA炉内的温度；
第三阶段，打开所述蒸汽进口总阀门将饱和蒸汽输入再热器，经过再热器加热加压后输入汽包，在所述LOCA炉通过喷淋水冷却成液体后排出；稳定再热器出口的蒸汽温度和压力；关闭汽包的出口，对汽包冲入蒸汽；开启所述LOCA炉的蒸汽进口处的快开阀和调节阀，调节所述LOCA炉中的压力，在热冲击温度峰值到达之前，关闭所述快开阀和上排空口和下排空口，通过调节阀对LOCA炉内继续充蒸汽，用压缩空气进口和上排空口和下排空口控制所述LOCA炉内的压力；
第四阶段，关闭LOCA炉的蒸汽进口调节阀，全开LOCA炉的上排空口和下排空口，排除LOCA炉中蒸汽和蒸汽凝结水；
第五阶段，在LOCA炉内温度下降到预定温度值时，启动所述LOCA炉上的电加热器对其LOCA炉的空间温度进行加热；
第六阶段，预热所述再热器的出口温度，向所述汽包充入蒸汽，使所述汽包内的温度和压力达到预定值；
第七阶段，关闭喷淋泵和化学溶液进口的阀门，通过蒸汽进口处的调节阀调节进入LOCA炉的蒸汽，控制所述LOCA炉中的温度和压力；
第八阶段，关闭所述蒸汽进口总阀门，打开所述上排空口和下排空口，以使所述LOCA炉内空间温度下降到常温，使其压力下降到常压。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述第一、二阶段包括：
采用LOCA炉的电加热器加热LOCA炉内的空间温度到50℃；在24小时内，将LOCA炉的空间温度维持在48℃-52℃之间。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述第三阶段包括：
打开蒸汽进口总阀门至规定开度20％-30％；
饱和蒸汽进入再热器，经过再热器加热后进入汽包；
汽包中的蒸汽输入LOCA炉，通过喷淋水冷却成液体后经过化学溶液排出口排出；
当再热器蒸汽出口温度稳定到280-300℃，压力稳定1.0MPaa后，关闭汽包出口，对汽包充入蒸汽，使其内的温度到280-300℃，压力到1.0MPaa；
全部开启试验的LOCA炉的蒸汽出口处的快开阀和调节阀；
调节上排空口的阀门和下排空口的阀门控制LOCA炉内压力；
在到达热冲击温度的峰值之前，关闭蒸汽出口处的快开阀，关闭上排空口的阀门和下排空口的阀门，进入热稳定阶段；
用蒸汽出口处的调节阀向LOCA炉内继续充蒸汽，对LOCA炉进行温度测量，以测量的温度控制蒸汽出口处的调节阀开度，压缩空气进口的阀门和上排空口的阀门和下排空口的阀门的开度由LOCA炉内压力控制。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述第四阶段包括：
关闭LOCA炉的蒸汽进口处的调节阀，全开LOCA炉的上排空口的阀门和下排空口的阀门，排出LOCA炉中蒸汽和蒸汽凝结水；
关闭再热器的电源，关闭LOCA炉的蒸汽出口处的调节阀，开启备用LOCA炉的蒸汽出口处的快开阀和化学溶液进口的阀门，启动备用LOCA炉的喷淋，被再热器加热的蒸汽在备用LOCA炉冷却后，通过备用LOCA炉下排空口排空，直至再热器出口温度下降到200℃；
关闭蒸汽进口总阀，关闭再热器的蒸汽进口阀。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述第五阶段包括：
在所述LOCA炉内的空间温度下降到50℃，启动所述LOCA炉上的电加热器，维持所述LOCA炉内的空间温度在48℃-52℃。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述第六阶段包括：
先预热再热器出口温度到280-300℃；
对汽包充入蒸汽，实施对LOCA炉的热冲击；
当LOCA炉的空间温度下降到200℃时，关闭再热器电源；
当再热器出口温度达到200℃，打开汽包蒸汽进口，关闭再热器蒸汽进出口，蒸汽通过汽包直接充入LOCA炉；
打开阀门至规定开度，饱和蒸汽进入再热器，经过再热器加热后进入汽包；
蒸汽在所述LOCA炉通过喷淋水冷却成液体后排空，当再热器出口温度稳定到280-300℃，1.0MPaa后，关闭汽包出口，对汽包充蒸汽，使其内温度到280-300℃，压力到1.0MPaa。
18.如权利要求12-17中任一项所述的方法，其特征在于，所述第七阶段包括：
关闭喷淋泵，关闭化学溶液进口阀门，继续用蒸汽出口处的调节阀控制L0CA炉内的空间温度到100℃，压力调节到0.2MPaa。
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| PB01 | Publication | ||
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
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| C56 | Change in the name or address of the patentee | ||
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