一种核电站主泵集成验证试验装置的制作方法

本发明涉及压水堆核电厂反应堆冷却剂系统技术领域，尤其是涉及一种核电站主泵集成验证试验装置。

背景技术：

主泵是压水堆核电厂反应堆冷却剂系统的关键转动设备，通过主泵在系统中建立反应堆冷却剂的循环，提供足够堆芯循环流量，确保堆芯冷却，将堆芯热量通过反应堆冷却剂传递给蒸汽发生器二次侧。主泵在核电厂核蒸汽供应系统中处于放射性环境条件下，必须保证安全、可靠、长期连续运行。主泵由众多模块、部件和辅助系统组成，是一个复杂的设备系统。在主泵完成设计集成后，需要进行功能、性能、可靠性、接口、制造与装配工艺的试验验证，以确保主泵满足系统功能要求和可靠性要求。考虑到主泵的功率较大，主泵集成验证试验有全流量试验方案和小流量试验方案两种类型，为了全面验证各运行工况下主泵的性能，新研发的主泵工程样机通常采用全流量试验进行性能验证，并完成主泵产品的设计定型。后续工程产品制造过程中，通常采用小流量进行主泵产品的出厂试验，以降低试验成本。

由于主泵全流量试验和小流量试验时的流量差别较大，对试验装置的要求也不尽相同。目前主泵全流量试验和小流量试验分别在不同的试验装置上进行试验，不管是主泵全流量试验装置还是小流量试验装置，除了主回路装置外，都需要配置相应的供水系统、压力控制系统、温度控制系统、测量控制系统、供电系统等辅助系统，一方面增加了试验装置的建造成本，另外一方面，存在试验装置利用率低的问题。现有主泵集成验证试验装置，无法同时具备主泵全流量试验和小流量试验的功能，全流量试验和小流量试验分别在不同的试验装置上进行，存在试验装置建造成本高、利用率低等问题。

所以，现有技术存在缺陷需要改进。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明提供了一种集成度高、成本低、可同时满足主泵冷态、热态试验要求，利用率高的核电站主泵集成验证试验装置。

本发明就上述技术问题而提出的技术方案如下：一种核电站主泵集成验证试验装置,包括具有第一阀门组件的第一试验回路和具有第二阀门组件的第二试验回路，所述第一试验回路和第二试验回路以相互隔离的方式并联连接；所述装置还包括一辅助系统，所述第一试验回路和第二试验回路共用所述辅助系统、且分别与所述第一试验回路和第二试验回路并联连接，所述辅助系统用于为所述第一试验回路或第二试验回路提供试验所需回路用介质；在所述第一阀门组件打开，第二阀门组件闭合时，利用所述第一试验回路进行小流量试验；在所述第一阀门组件闭合，第二阀门组件打开时，利用所述第二试验回路进行全流量试验。

其中，所述第一试验回路和第二试验回路上分别共用一管线回路；所述第一阀门组件包括设置在所述第一试验回路上的第一隔离阀和第二隔离阀；所述第二阀门组件包括设置在所述第二试验回路上的第一流量调节阀和与所述第一流量调节阀并联连接的第二流量调节阀；所述第一隔离阀的输出端连接共用管线回路的输入端，所述第二隔离阀的输入端连接共用管线回路的输出端；所述第一流量调节阀和第二流量调节阀具有共同输入端和共同输出端，所述共同输入端连接共用管线回路的输出端，所述共同输出端连接共用管线回路的输入端；当所述第一隔离阀和第二隔离阀被打开，所述第一流量调节阀和第二流量调节阀被关闭时，试验用水经所述共用管线回路、利用所述第一试验回路进行小流量试验；当所述第一隔离阀和第二隔离阀被关闭，所述第一流量调节阀和第二流量调节阀被打开时，试验用水经所述共用管线回路、利用所述第二试验回路进行全流量试验。

其中，所述共用管线回路上包括轴封型主泵、无轴封型主泵、以及连接在轴封型主泵和无轴封型主泵之间的稳流装置组件；所述第一试验回路还包括沿水流方向依次连接的流量计、电动流量调节阀、轴封型主泵，第一隔离阀的输入端连接至轴封型主泵，第一隔离阀的输出端连接至轴封型主泵，第二隔离阀的输入端连接至无轴封型主泵，第二隔离阀的输出端连接至流量计；第一流量调节阀和第二流量调节阀的共同输入端连接至无轴封型主泵，第一流量调节阀和第二流量调节阀的共同输出端连接至轴封型主泵。

其中，所述稳流装置组件包括第一支线上沿水流方向依次设置的第一稳流装置和第一流量计，和第二支线上沿水流方向依次设置的第二稳流装置和第二流量计，所述第一支线上的稳流装置和流量计与第二支线上的稳流装置和流量计并列设置，用于实现并联测量回路中的介质流量，以提高测量精度。

其中，所述辅助系统包括试验供水系统，所述试验供水系统包括水箱、给排水泵、抽真空排气装置、以及多个手动隔离阀；在试验装置投入运行前，利用抽真空排气装置进行排气，通过调节对应的手动隔离阀的开启、关闭状态，实现利用给排水泵进行所述第一试验回路或第二试验回路的充水和排水；打开对应手动隔离阀，关闭其它手动隔离阀时，将所述第一试验回路或第二试验回路中的水抽送到水箱中，进行回路排水；关闭上面对应手动隔离阀，打开其它手动隔离阀，从水箱抽水输送到第一试验回路或第二试验回路中，进行回路充水。

其中，所述辅助系统还包括压力控制系统，用于控制第一试验回路或第二试验回路的压力，所述压力控制系统包括供压泵、安全阀、冷却器和电动隔离阀；当第一试验回路或第二试验回路压力低时，打开压力控制系统的电动隔离阀，从水箱抽水给主试验回路进行打压；当第一试验回路或第二试验回路高时，安全阀开启，释放介质经过冷却器冷却后回到水箱。

其中，所述辅助系统还包括温度控制系统，所述温度控制系统包括辅助循环泵、电加热器、冷却器、温度控制系统的电动流量调节阀、温度控制系统的电动隔离阀；当第一试验回路或第二试验回路温度低时，控制温度控制系统的电动流量调节阀的开度调节辅助循环泵的流量，打开温度控制系统的电动隔离阀，对第一试验回路或第二试验回路中的介质进行加热以升高其温度；当第一试验回路或第二试验回路温度高时，控制温度控制系统的电动流量调节阀的开度调节辅助循环泵的流量，打开温度控制系统的电动隔离阀，对第一试验回路或第二试验回路中的介质进行冷却以降低其温度。

其中，所述辅助系统还包括过滤系统，过滤系统包括过滤器、过滤系统的手动隔离阀，在第一试验回路或第二试验回路充满水后，打开过滤系统的手动隔离阀，打开过滤系统的电动流量调节阀控制流量，利用辅助循环泵进行第一试验回路或第二试验回路介质的循环，经过过滤器后进行过滤，排除第一试验回路或第二试验回路中的固体颗粒和杂质。

其中，还包括分别与试验回路，试验供水系统，压力控制系统，温度控制系统和过滤系统可控制连接的控制模块，所述控制模块用于分别实时接收试验回路的流量信号，温度信号，压力信号和水质参数信号，调取存储在控制模块内的标准流量值、标准温度值，标准压力值和标准水质参数值，并与实际的流量信号，温度信号，压力信号和水质参数信号的数据进行比较，以分别控制对应系统的状态执行。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本发明提出一种可同时具备主泵全流量试验和小流量试验的模式，能够分别进行轴封型主泵和无轴封型主泵全流量试验、轴封型主泵小流量试验，主泵集成试验装置主回路包括小流量试验回路(第一试验回路)和全流量试验回路(第二试验回路)两部分，将两个回路并联设置，通过隔离阀进行不同试验模式的控制；并提供了一种分别与小流量试验回路和全流量试验回路串联连接的共用辅助系统，通过该辅助系统为不同模式的试验回路提供供水、压力控制、温度控制、过滤处理以及相应的测量控制和供电，为主泵集成验证试验装置的主回路以及主泵的冷却水系统和轴封水系统提供支持与服务；解决了现有技术中主泵集成验证试验装置建造成本高、试验装置利用率低的问题，提升了经济效益。

附图说明

图1是本发明实施例一提供主泵集成验证试验装置结构示意图。

图2是本发明实施例一提供的另一主泵集成验证试验装置结构示意图。

图3是本发明实施例一提供的轴封型主泵小流量试验模式结构示意图。

图4是本发明实施例一提供的轴封型主泵全流量试验模式结构示意图。

图5是本发明实施例一提供的无轴封型主泵全流量试验模式结构示意图。

具体实施方式

为了解决现有技术中所存在全流量试验和小流量试验分别在不同的试验装置上进行，存在试验装置建造成本高、利用率低等问题，本发明旨在提供一种高集成度，利用率高的核电站主泵集成验证试验装置，其核心思想是：系统将现有技术中的全流量试验回路和小流量试验回路创造性地进行结合并采用共同的辅助系统为全流量试验回路和小流量试验回路提供有效支持与服务，具备开展不同类型的主泵集成试验验证。该装置可进行轴封型主泵的全流量试验和小流量试验，以及屏蔽电机主泵和湿绕组电机主泵的全流量试验；主泵集成试验装置主回路包括全流量试验回路和小流量试验回路两部分，两个回路并联设置，通过隔离阀(手动或者自动)控制主泵集成验证试验的模式；全流量试验回路可以进行轴封型主泵和无轴封型主泵的全流量试验，试验时，关闭隔离阀断开小流量试验回路，未进行全流量试验的主泵泵壳采用盲板法兰进行封堵；在进行主泵小流量试验时，打开隔离阀，全流量试验回路上的两台主泵泵壳采用盲板法兰进行封堵，三台主泵泵壳一起构成小流量试验回路。并且小流量试验回路和全流量试验回路的共用部分为辅助系统，设计共用的辅助系统也进一步解决了现有技术中成本高，利用率低的问题。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

实施例一

本发明实施例提供了一种核电站主泵集成验证试验装置，参见图1，该装置包括：试验回路100和辅助系统200以及控制模块300，其中：第一试验回路100上连接有第一阀门组件102，第二试验回路103上连接有第二阀门组件104，通过第一阀门组件102将第一试验回路101和第二试验回路103以相互隔离的形式实现并联连接；第一试验回路101和第二试验回路103共用辅助系统200、且辅助系统200的供水系统201也分别与第一试验回路101和第二试验回路103并联连接，在其中一个实施例中辅助系统可用于为第一试验回路101或第二试验回路103提供试验所需回路用介质；在第一阀门组件102打开，第二阀门组件104闭合时，利用第一试验回路101进行小流量试验；在第一阀门组件102闭合，第二阀门组件104打开时，利用第二试验回路103进行全流量试验。

在另一实施例中，辅助系统200还包括除供水系统201外的压力控制系统202，温度控制系统203，过滤系统204，供水系统201、压力控制系统202、温度控制系统203和过滤系统204均并联连接试验回路上，控制模块300分别可控制地连接供水系统201，压力控制系统202，温度控制系统203和过滤系统204中的可控制部件，控制模块300内存储有对应的标准流量值、标准温度值，标准压力值和标准水质参数值的对应关系表，该对应关系表的建立依据历史试验数据得到系统所需的各标准参数阈值，供水系统201，压力控制系统202，温度控制系统203和过滤系统204的每一系统的对应位置均设置有用于检测各参数的传感器，实时检测流量信号，温度信号，压力信号和水质参数信号，并实时将检测的信号传输至控制模块300中，控制模块300调取存储在其内的标准流量值、标准温度值，标准压力值和标准水质参数值，并与实际的流量信号，温度信号，压力信号和水质参数信号的数据进行比较，根据比较结果分别控制对应系统的状态执行,即对应控制压力控制系统去调节第一试验回路或第二试验回路的压力，控制温度控制系统对第一试验回路或第二试验回路中的介质进行加热以升高其温度，或者对第一试验回路或第二试验回路中的介质进行冷却以降低其温度；控制过滤系统排除第一试验回路或第二试验回路中的固体颗粒和杂质。

参见附图2并结合附图1，附图2为主泵集成验证试验装置各部件和管道细节连接图，主泵集成验证试验装置由主回路系统和辅助系统两部分组成。主回路系统是主泵集成验证试验装置的主要部分，包括全流量试验回路和小流量试验回路两部分(即：第一试验回路和第二试验回路)，主回路所有管道与设备的连接均采用焊接方式。全流量试验回路由轴封型主泵1、稳流装置2和4、文丘里流量计3和5、无轴封型主泵16、电动流量调节阀8(第一流量调节阀)和9(第二流量调节阀)及相应的主管道组成。小流量试验回路由轴封型主泵6、电动流量调节阀10、文丘里流量计11、手动隔离阀7(第一隔离阀)和手动隔离阀12(第二隔离阀)组成。对于轴封型主泵，其电机位于泵的上方，将主泵安装在主管道上方；对于无轴封型主泵，其屏蔽电机或湿绕组电机位于泵的下方，倒立设置，将主泵安装在主管道下方。其中：根据图2，第一试验回路和第二试验回路上分别共用一管线回路；第一阀门组件102包括设置在第一试验回路上的第一隔离阀7和第二隔离阀12；第二阀门组件包括设置在第二试验回路上的第一流量调节阀8和与第一流量调节阀8并联连接的第二流量调节阀9；第一隔离阀7的输出端连接共用管线回路的输入端，第二隔离阀12的输入端连接共用管线回路的输出端；第一流量调节阀8和第二流量调节阀9具有共同输入端和共同输出端，共同输入端连接共用管线回路的输出端，共同输出端连接共用管线回路的输入端；

当第一隔离阀7和第二隔离阀12被打开，第一流量调节阀8和第二流量调节阀9被关闭时，试验用水经共用管线回路、利用第一试验回路进行小流量试验；

当第一隔离阀7和第二隔离阀12被关闭，第一流量调节阀8和第二流量调节阀9被打开时，试验用水经共用管线回路、利用所述第二试验回路进行全流量试验。进一步地，共用管线回路上包括轴封型主泵1、无轴封型主泵13、以及连接在轴封型主泵1和无轴封型主泵13之间的稳流装置组件；第一试验回路还包括沿水流方向依次连接的流量计11、电动流量调节阀10、轴封型主泵6，第一隔离阀7的输入端连接至轴封型主泵6，第一隔离阀7的输出端连接至轴封型主泵1，第二隔离阀12的输入端连接至无轴封型主泵13，第二隔离阀12的输出端连接至流量计11；第一流量调节阀8和第二流量调节阀9的共同输入端连接至无轴封型主泵13，第一流量调节阀8和第二流量调节阀9的共同输出端连接至轴封型主泵1。上面描述的稳流装置组件包括第一支线上沿水流方向依次设置的第一稳流装置2和第一流量计3，和第二支线上沿水流方向依次设置的第二稳流装置4和第二流量计5，第一支线上的稳流装置2和流量计3与第二支线上的稳流装置4和流量计5并列设置，用于实现并联测量回路中的介质流量，以提高测量精度。

附图2结合图1，辅助系统包括依次并联连接的试验供水系统，压力控制系统，温度控制系统和过滤系统。其中，试验供水系统包括水箱21、给排水泵30、抽真空排气装置26、以及手动隔离阀25、27、28、29、34和手动隔离阀35；水箱21的下游端分别连接有手动隔离阀28和29，水箱21的一侧还连接有手动隔离阀25和27，在手动隔离阀25和27之间还连接有抽真空排气装置26，手动隔离阀28和29的另一端还连接有手动隔离阀34和35，给排水泵30的一端连接在手动隔离阀28和34之间，给排水泵30的另一端连接在手动隔离阀29和35之间。在试验装置投入运行前，利用抽真空排气装置26进行排气，通过调节手动隔离阀28、29、34和35的开启、关闭状态，实现利用给排水泵30进行第一试验回路或第二试验回路的充水和排水；打开手动隔离阀29、34，关闭手动隔离阀28、35时，将第一试验回路或第二试验回路中的水抽送到水箱21中，进行回路排水；关闭手动隔离阀29、34，打开手动隔离阀28、35时，从水箱21抽水输送到第一试验回路或第二试验回路中，进行回路充水。在抽真空排气装置26进行排气时，手动隔离阀25和27同时打开，抽真空排气装置26结束排气时，同时将手动隔离阀25和27，在抽真空排气装置26的进气端和出气端分别设计一个隔离阀，可以保证抽气更快，效率更好。

辅助系统200还包括压力控制系统202，用于控制第一试验回路或第二试验回路的压力，参见附图2，压力控制系统包括供压泵19、安全阀17、冷却器18和电动隔离阀20，供压泵19和电动隔离阀20通过管线串联连接并一端连接水箱21，另一端连接到试验回路的管线上；安全阀17和冷却器18通过管线串联连接并与供压泵19和电动隔离阀20设置、一端连接水箱21，另一端连接到试验回路的管线上。当系统检测到第一试验回路或第二试验回路压力低、压力不满足预算的阈值时，控制模块控制供压泵19升压并打开电动隔离阀20，从水箱21抽水给主试验回路进行打压；当第一试验回路或第二试验回路高时，控制安全阀17开启，释放介质经过冷却器18冷却后回到水箱21。

辅助系统还包括温度控制系统，参见附图2结合附图1，温度控制系统包括辅助循环泵38，电加热器23，冷却器24，电动流量调节阀36和37、电动隔离阀14、15、32和33；电动隔离阀14和15的一端分别连接在共用管线回路的管道上，电动隔离阀14和15的另一端分别连接有电动隔离阀32和33，电动隔离阀14和32之间连接有电加热器23，电动隔离阀15和33之间连接有冷却器24；辅助循环泵38的一端通过管线分别连接电动隔离阀32和33，辅助循环泵38的另一端通过管线分别连接两个并联连接的电动流量调节阀36和37。当检测到第一试验回路或第二试验回路温度低于预设值时，控制模块300控制电动流量调节阀36和37的开度并调节辅助循环泵38的流量，打开电动隔离阀14和32，对第一试验回路或第二试验回路中的介质进行加热以升高其温度；当检测到第一试验回路或第二试验回路温度高于预设值时，控制模块300控制电动流量调节阀36和37的开度并调节辅助循环泵38的流量，打开电动隔离阀15和33，对第一试验回路或第二试验回路中的介质进行冷却以降低其温度。通过设置对温度高低的监测，可以保证对试验回路上的介质温度进行有效控制，为试验手段提供更加保障的水质。

进一步地，参见图2并结合图1辅助系统200还包括过滤系统204，过滤系统204包括手动隔离阀13和31，设置在手动隔离阀13和31之间的过滤器22，在第一试验回路或第二试验回路充满水后，打开手动隔离阀13和31，控制模块300根据水质情况选择性地控制打开电动流量调节阀36和37控制流量，利用辅助循环泵38进行第一试验回路或第二试验回路介质的循环，经过过滤器后进行过滤，排除第一试验回路或第二试验回路中的固体颗粒和杂质。设置过滤系统，可以有效保障试验回路的试验用水，保障验证用水要求。

附图3为轴封型主泵小流量试验模式结构示意图，在进行轴封型主泵小流量试验时，轴封型主泵1和无轴封型主泵13没有安装在试验回路上，轴封型主泵1的泵壳和无轴封型主泵13的泵壳采用盲板法兰进行封堵，手动隔离阀7和12处于开启状态，控制模块控制电动流量调节阀8和9处于关闭状态，轴封型主泵6及轴封型主泵1的泵壳和无轴封型主泵13的泵壳所在的环路形成小流量试验闭式回路。控制模块300通过控制电动流量调节阀10的开度调节轴封型主泵6的流量，并利用文丘里流量计11进行流量的测量。此时，稳流装置2和稳流装置4、文丘里流量计3和丘里流量计5作为阻力件。

附图4位轴封型主泵全流量试验模式结构示意图，在进行轴封型主泵全流量试验时，轴封型主泵6和无轴封型主泵13没有安装在试验回路上，轴封型主泵6的泵壳和无轴封型主泵13的泵壳采用盲板法兰进行封堵，手动隔离阀7和12处于关闭状态，轴封型主泵1和无轴封型主泵13的泵壳所在的环路形成全流量试验闭式回路，如图4所示。控制模块300通过控制电动流量调节阀8和9的开度调节轴封型主泵1的流量，采用两个流量调节阀可以提高流量调节的精度。回路中的介质经过稳流装置2和稳流装置4后，分别进入文丘里流量计3和文丘里流量计5进行流量测量，采用两个流量计并联测量的方式可以避免大流量流量计标定困难的问题，提高测量精度。

附图5无轴封型主泵全流量试验模式结构示意图，在屏蔽电机主泵或湿绕组电机主泵等无轴封型主泵全流量试验时，轴封型主泵1和轴封型主泵6没有安装在试验回路上，轴封型主泵1的泵壳和轴封型主泵6的泵壳采用盲板法兰进行封堵，手动隔离阀7和12处于关闭状态，无轴封型主泵13和轴封型主泵1的泵壳所在的环路形成全流量试验闭式回路。控制模块300通过控制电动流量调节阀8和电动流量调节阀9的开度调节无轴封型主泵13的流量。回路中的介质经过稳流装置2和稳流装置4后，分别进入文丘里流量计3和文丘里流量计5进行流量测量。

上面附图3至附图5中的轴封型主泵小流量试验模式，轴封型主泵全流量试验模式和无轴封型主泵全流量试验模式的试验回路(即：测试小流量的第一试验回路，和测试全流量的第二试验回路)均包括有共用管线回路，每一个试验回路都包括了有公用管线部分，共用管线上具有可连接轴封型主泵1和无轴封型主泵13的管线接口，在不同的试验模式下，轴封型主泵1和无轴封型主泵13两个均不安装在试验回路上或者是安装在其中之一的一个管线接口上，对于没有安装轴封型主泵1和/或无轴封型主泵13时，采用轴封型主泵1的泵壳和无轴封型主泵13的泵壳采用盲板法兰进行封堵管线接口，两个试验回路采用共用管线达到了成本低，利用率高的发明目的。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中。上面所提到的控制或者实现的切换功能都是通过控制器实现，控制器也就是控制模块可以是中央处理单元(centralprocessingunit，cpu)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digitalsignalprocessor，dsp)、专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，asic)、现成可编程门阵列(field-programmablegatearray，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。上面所提到的存储器可以是终端内置的存储设备，例如硬盘或内存。本发明系统还包括了存储器，存储器也可以是系统的外部存储设备，插接式硬盘，智能存储卡(smartmediacard,smc)，安全数字(securedigital,sd)卡，闪存卡(flashcard)等。存储器还可以既包括系统的内部存储单元，也包括外部存储设备，用于存储计算机程序以及所需的其他程序和信息。存储器还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的信息。

综上所述，本发明通过将不同的试验回路集成在一起，具备开展不同类型的主泵集成试验，可进行轴封型主泵的全流量试验和小流量试验，以及屏蔽电机主泵和湿绕组电机主泵的全流量试验；主泵集成试验装置主回路包括全流量试验回路和小流量试验回路两部分，两个回路的并联设置，通过隔离阀进行试验模式的控制；主泵集成试验装置配置有供水系统、压力控制系统、温度控制系统、过滤系统，以及相应的测量控制系统和供电系统，为主泵集成验证试验装置的主回路以及主泵的冷却水系统和轴封水系统提供支持与服务；解决了主泵集成验证试验装置建造成本高、利用率低的问题。在进行主泵小流量试验时，打开手动隔离阀，全流量试验回路上的两台主泵泵壳采用盲板法兰进行封堵，三台主泵泵壳一起构成小流量试验回路；为了提高集成度供水系统、压力控制系统、温度控制系统、过滤系统，以及相应的测量控制系统和供电系集成后，为小流量试验回路和全流量试验回路提供共用部分，简化了装置，提高了系统的利用率；可有效低控制回路压力的稳定性以及保持回路温度的稳定性；用辅助循环泵进行回路介质的循环，排除回路中的固体颗粒和杂质，保证介质的清洁度。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。