用于安全阀的测试设备和方法

专利名称：用于安全阀的测试设备和方法
技术领域：
本发明总体上涉及一种用于测试安装在核电站的反应堆冷却剂系统上的稳压器安全阀(pressurizer safety valve)的性能的设备和方法，更具体地讲，涉及一种用于测 试安全阀的性能的设备和方法，该设备和方法能够在稳压器安全阀上执行设定压力测试、 阀座密封性测试、流量测试、回座测试(blow-down test)、环封(loop seal)的排水测试、排 放负荷测试(discharge load test)等。
背景技术：
通常，安全阀是一种通过入口侧上的正压自动操作的压力释放装置，其特征是瞬 间开启。这样的安全阀通常具有内置的弹簧，并通过作用在该弹簧上的力被开启或关闭。这 种安全阀被用于在处理流体的设备中保持压力恒定或防止过压。具体地讲，用于核电站的反应堆冷却剂系统的稳压器安全阀是用来防止反应堆设 施过压的非常重要的组件。因此，对这种稳压器安全阀进行周期性地测试，以检查该稳压器 安全阀是否在设定压力公差之内准确地操作。在现行的检验规范和标准(例如，美国机械工程协会(ASME)OM App. I、ASME PTC 25、韩国电力工业规范(KEPIC)MOD和KEPIC MBK等)中详细说明了稳压器安全阀的测试。基于这些规范和标准，稳压器安全阀每五年进行一次设定压力测试。所有安全阀 中的至少20%的安全阀每两年经历该设定压力测试。当一部分安全阀被替换时，在恢复发 电之前对替换的安全阀进行设定压力测试。符合这些规范和标准的测试方法包括原位测试法，针对安装在设施上的安全阀 使用辅助起阀(auxiliary lift device)装置；台架测试(bench test)法，使用其上安装 安全阀的台架设备；测试设施测试法，使用离位的测试设施。原位测试法是一种对安装在设施上的安全阀测量设定压力的方法。具体地讲，如 果安全阀(例如)通过焊接被安装在设施上，则仅可使用原位测试法。辅助起阀装置是一种将辅助起阀力施加到系统压力以开启安全阀的装置。为了进 行设定压力测试，将辅助起阀装置安装在安全阀上。在保持30分钟或更长时间的热平衡之 后，辅助起阀装置的气动马达(air motor)的压力逐渐增加到安全阀的设定压力，以使安全 阀突然开启。通常在使反应堆停止之后而在冷却操作之前使用辅助起阀装置来执行使用辅助 起阀装置对稳压器安全阀的设定压力测试，以使在测试期间对发电站的运转的影响最小 化，并在检修发电站期间确定稳压器安全阀是否需要维修。当执行该测试时，可能会引起瞬 变现象，即，在操作期间，反应堆冷却剂系统的压力降低，包含放射性物质的流体通过安全 阀排出。当安全阀配备有环封时，如果在环封的水被排出的状态下执行设定压力测试，测 量与从环封排水相关联的安全阀的操作的影响是不可能的。相反，当在环封的水未被排出 的状态下执行设定压力测试时，在安全阀操作时由于环封的瞬间排水而引起的振动可能会损坏安全阀的零件或使安全阀的零件松动。台架测试法是一种在室温条件下对附着到具有法兰的台架设备的安全阀进行测 试的方法。该台架设备配备有流体(例如，氮气、空气或水)压力供应设备、压力控制器、与 目标安全阀结合的法兰以及连接到法兰的压力计等。如果必要的话，台架设备可包括具有 与(例如)用于记录设定值的图表记录器结合的数个法兰的复杂装置，以执行各种功能和 自动测试。根据待测试的安全阀的数目和种类、规范要求以及可用空间来确定该台架设备的 类型。在第10-0540308号韩国专利(于2005年12月26日授权，名称为Apparatus for Testing Seat Tightness and Pressure Setting of Pressurizer Safety Valves (用于 测试稳压器安全阀的阀座密封性和压力设置的设备))和第10-0311775号韩国专利(于 2001年9月28日授权，名称为Safety Valve Testing Apparatus (安全阀测试设备))以 及第4，893，494号美国专利(于1990年1月16日授权，名称为Method and System for Testing Safety Relief Valves (用于测试安全泄压阀的方法和系统))中充分地公开了台 架设备的示例。在第10-0540308号韩国专利中公开的用于测试稳压器安全阀的阀座密封性和压 力设置的设备被设计为在室温条件下在稳压器安全阀上直接执行阀座密封性测试和压力 设置测试。每个稳压器安全阀均具有阀座密封性检查法兰的用于测试稳压器安全阀的阀 座密封性和压力设置的设备包括氮气储存器，用于储存氮气；泵，连接到氮气储存器，用 于给氮气加压并抽取氮气，将氮气的压力增加到安全阀的阀座密封性测试值或安全阀的压 力设置测试值，并将抽取的氮气排放到压力储存罐；压力储存罐，用于储存从泵中排出的氮 气；压力调节阀，连接到压力储存罐，用于调节从压力储存罐排出的氮气的压力，并通过高 压软管将调节后的氮气排放到安装在阀座密封性和压力设置测试台架的侧部的喷射管；阀 座密封性和压力设置测试台架，用于将从压力调节阀喷射的氮气喷射到安装在所述台架的 上表面上的稳压器安全阀的下部，以能够测量在稳压器安全阀中的用于压力设置测试的氮 气的量以及用于阀座密封性测试的氮气的量。在第10-0311775号韩国专利中公开的安全阀测试设备被设计为利用强制提供 的压力来测试安全阀的异常。该安全阀测试设备包括高压净化器，用于供应加压的水 (pressurized water)；测试仪，该测试仪包括压力罐、主阀和法兰，所述压力罐以直立的姿 势安装，当压力罐在其下部接收来自高压净化器的加压的水时，压力罐的上部空间处于高 压状态以缓冲压力变化，所述主阀防止加压的水同时流向与目标安全阀连接的测试连接器 和记录测试压力状态的记录器，直到压力罐中保持设定压力，所述法兰通过测试连接器与 目标安全阀连接；记录器，将测试仪的主阀的输出压力的变化转换成电信号，并记录转换后 的电信号。压力通过高压净化器提供到压力罐，该压力罐在其前端另外设有蓄压器，该蓄压 器在过压的情况下将压力输出。法兰被安装在支撑板上。支撑板被构造成能够根据目标安 全阀的尺寸来选择支撑板的尺寸。在第4，893，494号美国专利中公开的用于测试安全泄压阀的方法和系统利用压 力容器和高压流体储存器，所述压力容器与目标安全泄压阀结合并与目标安全泄压阀连 通，所述高 压流体储存器将流体供应到压力容器。所述方法和系统允许目标安全泄压阀具 有空气以及水。所述系统包括第一压力容器；第二压力容器；装置，用于可释放式地固定安全泄压阀并与第二压力容器流体连通；第一装置，用于控制进入到第一压力容器中的高压流体流动；第一流体通道，连接第一压力容器和第二压力容器，并设置在第一压力容器和 第二压力容器之间；第二流体通道，连接可释放式的(releasable)固定装置和第二压力容 器，并设置在可释放式的固定装置和第二压力容器之间；第二装置，用于控制在第一压力容 器和第二压力容器之间的流体流动。使用台架设备的台架测试法用于在室温条件下对安全阀进行设定压力测试和阀 座密封性测试，但是，该台架测试法具有与安全阀实际被安装在设施上并在该设施上进行 操作的高压热平衡条件不同的条件。因此，存在这样的问题，即，在设施或系统(例如，反应 堆冷却剂系统)出现过压的情况下，安全阀实际的开启压力与基于台架测试法的安全阀的 设定压力不匹配。在目标安全阀被安装在测试设施上且与使用该安全阀的设施处于相同的流体、温 度、压力和热平衡条件下的情况下执行使用离位测试设施的测试设施测试法。因此，使用离 位测试设施的测试设施测试法是上述测试方法中最精确的测试方法。根据本发明的用于测 试稳压器安全阀的性能的设备属于离位测试设施，并可在与安装和操作稳压器安全阀的条 件相同的条件下执行该测试。图1示意性地示出了用于测试安全阀的性能的传统设备。该测试设备具有测试容器1，由作为压力供应器的锅炉2供应蒸汽压力。锅炉2必 需配备有附件，例如，供水设施3和燃料喷射器。因为在测试期间由于目标安全阀4的损坏 而造成能量可能被释放，所以测试容器1被安装在目标安全阀4和锅炉2之间，锅炉2配备 有压力供应阀7和压力供应阀7的旁通阀8，以使目标安全阀4能够增压到锅炉2的压力或 在测试期间当目标安全阀4被损坏时用来阻止能量的释放。用于目标安全阀4的切断阀5 被安装在目标安全阀4和测试容器1之间，以在安全阀损坏或渗漏的情况下切断蒸汽。该 切断阀5具有足够的容积，使得从测试容器喷射到目标安全阀4中的测试流体的流动不受 限制。连接两个阀门5和6的管子具有足够的尺寸，使得不必要的压力降不在目标安全阀4 和测试容器1之间发生。在安全阀上执行所有流动测试的测试设施被设计为使所有阀门、 适配器、法兰和测试管口经得住目标安全阀4的排放力(discharge force)以及传递到测 试容器的排放力。所有压力感测管连接到测试容器1并与测试容器1的入口管口 12和出 口管口 13分开，以避免压力测量中的误差，该压力测量与测试期间的流量有关。在使用蒸 汽进行测试的情况下，测试设施配备有疏水器10和排水阀11，以便通过热绝缘体使测试设 施保温并产生至少98%的饱和蒸汽。在如图1所示的传统的离位测试设施中，通过目标安全阀4的流量和施加到目标 安全阀4的过压与锅炉2的容量，即，压力供应有关，以产生流量。因此，为了测试具有高设 定压力和高流量的安全阀，需要高容量的锅炉及与该锅炉相容的附件。这样，安全阀测试设 施的构建需要相对高的成本和相对广阔的空间。此外，当目标安全阀的排放口暴露于空气 时，产生过度噪声(例如，130分贝或更高)。因此，难以在居民区附近安装测试设施。

发明内容
技术问题因此，本发明致力于解决在相关技术中出现的问题，本发明的示例性实施例提供一种用于测试安全阀的性能的设备和方法，该设备和方法能够在与安装在核电站的反应堆 冷却剂系统上的稳压器安全阀的操作条件相同的操作条件下执行测试，从而精确地执行所 述测试。 本发明的另一示例性实施例提供一种用于测试安全阀的性能的设备和方法，该设 备和方法能够相对容易地产生和使用测试安全阀所需的高温高压蒸汽，这是因为不需要复 杂的锅炉设施。本发明的另一示例性实施例提供一种用于测试安全阀的性能的设备和方法，该设 备和方法能够将各个象限上的组成部分最优化为闭合回路，以具有紧凑的构造，从而有效 地减少安装空间和制造所需的材料。本发明的另一示例性实施例提供一种用于测试安全阀的性能的设备和方法，该设 备和方法能够适当地吸收由安全阀产生的能量，以降低噪音同时有效地冷凝和收集昂贵的 净化流体。技术方案根据本发明的一方面，提供一种用于测试安全阀的性能的设备，该设备用于在安 全阀上执行设定压力测试、阀座密封性测试、流量测试、回座测试、环封的排水测试、排放负 荷测试等。所述设备包括蓄压器21，包括用于加热填充在蓄压器21中的预定量的水的至 少一个电加热器22，并在高压条件下储存由所述电加热器22产生的蒸汽；测试容器41，在 高压条件下储存由蓄压器21供应的蒸汽，并为目标安全阀48提供测试压力，在蒸汽的流量 和压力被控制之后供应该蒸汽；冷凝罐81，储存将被供应到蓄压器21的软化水，并冷凝和 收集从目标安全阀48排出的高能量蒸汽；供水泵111，将储存在冷凝罐81中的水供应到蓄 压器21。根据本发明的另一方面，提供一种用于测试安全阀的性能的方法，该方法用于在 安全阀上执行设定压力测试、阀座密封性测试、流量测试、回座测试、环封的排水测试、排放 负荷测试等。所述方法包括1)以预定量的水填充冷凝罐81，冷凝罐81储存将被供应到蓄 压器21的软化水，并冷凝和收集从目标安全阀48排出的蒸汽；2)使用供水泵111以冷凝 罐81的水将蓄压器21填充到预定水位；3)使用至少一个电加热器22加热在蓄压器21中 填充的水以产生蒸汽；4)在控制流量和压力的情况下，将从蓄压器21产生的蒸汽供应到测 试容器41，并将蓄压器21和测试容器41加压到预设压力；5)连续操作蓄压器21的电加热 器22以使压力增加到目标安全阀48的操作压力，并对目标安全阀48进行测试。有益效果所述测试设备在与安装在反应堆设施上的稳压器安全阀的操作条件相同的操作 条件(流体、压力和温度)下执行测试，从而该设备能够比使用辅助起阀装置的原位测试法 和使用其上安装安全阀的台架设备的台架测试法更加精确地执行测试，原位测试法和台架 测试法均在不同于安全阀的操作条件的操作条件下进行测试。所述测试设备包括测试安全阀所需的具有最佳容量的电加热器的最佳容积的蓄 压器和最佳容积的测试容器，以使所述测试设备能够相对容易地产生和使用测试安全阀所 需的高温高压蒸汽，这是因为不需要复杂的锅炉设施。所述测试设备使作为闭合回路的各个象限上的主要组件(例如，供水处理系统、 供水泵、蓄压器、测试容器和冷凝罐)的尺寸和容量最优化，以具有紧凑的构造，从而有效地减少安装空间和制造所需的材料。由于在测试设备操作时，测试设备的各种组件彼此相 邻，所以非常容易观察组件的情况或监测仪表。因此，这种构造对于测试设备的安全操作和 最佳性能维护是非常有效的。所述测试设备被构 造为当开启目标安全阀时通过浸入冷凝罐的水中的喷雾器来 喷洒被排出的大量蒸汽，并因此适当地吸收从安全阀产生的能量，从而所述测试设备不仅 能够有效地降低噪音，而且能够有效地冷凝和收集昂贵的净化流体。在测试设备的组件中，蓄压器能够相对容易地产生高温高压的水和蒸汽。因此，所 述测试设备包括盲法兰，在蓄压器的下部，能够使用高温高压水；另一盲法兰，在蓄压器 的上部，能够使用高温高压蒸汽，从而所述测试设备能够执行需要上述高温高压的水和蒸 汽的各种测试。


图1示意性地示出用于测试安全阀的性能的传统设备；图2是根据本发明的示例性实施例的用于测试稳压器安全阀的性能的设备的管 道仪表流程图；图3是用于从目标安全阀排出的蒸汽的冷凝罐内部的喷雾器的透视图；图4是根据本发明的示例性实施例的用于测试稳压器安全阀的性能的设备的透 视图；图5是示出在目标安全阀的测试期间使用用于热工水力流体分析的计算机编码 来模拟蓄压器和测试容器的压力变化的结果的曲线图；图6是示出根据本发明的示例性实施例的用于测试安全阀的性能的方法的流程 图。
具体实施例方式
现在将参照附图更加详细地描述本发明的示例性实施例。图2是根据本发明的示例性实施例的用于测试稳压器安全阀的性能的设备的管 道仪表流程图。测试设备20包括蓄压器21、测试容器41、冷凝罐81、供水处理系统101、供水泵 111、管子和阀门、仪表、空气压缩系统、控制和监测系统(未示出)、电源(未示出)。蓄压器21是一种填充有预定量的水的装置，蓄压器21使用电加热器加热水以产 生蒸汽并储存高压蒸汽。蓄压器21配备有多个电加热器22，每个电加热器22具有产生和 加压蒸汽所需的适当的发热容量(例如，300kW)。当通过电加热器22加热封闭的蓄压器21中的水时，水被煮沸而产生蒸汽。当进 一步加热而继续产生蒸汽时，该蒸汽在蓄压器的上部积聚，并因此经历压力的增加。通过在 目标安全阀48的设定压力和排放流量的基础上计算所需的积聚的蒸汽的量来确定蓄压器 21的容量。通过可用的电源的容量和所用的蒸汽的量来确定蓄压器21和每个电加热器22 的容量。安全阀23被结合到蓄压器21，并因此解除过压，以当蓄压器的内部压力达到预设 压力(例如，220kg/cm2)时保护蓄压器21。
为了蓄压器21的正常运行，各种仪表被安装在蓄压器21上。这些仪表包括用于液体区域的温度计24、用于蒸汽区域的温度计25、压力计26、用于低温的水位计27和用于高 温的水位计28等。温度计24和25以这样的方式附着到蓄压器21的外壳，即，在合适的深 度将孔钻入到蓄压器21的外壳中，然后将温度传感器插入并焊接在该孔中。感测管被设置 在压力计26与水位计27、28之间并与管口连接，该管口被插入并焊接在穿过蓄压器21的 外壳所钻的通孔中。切断阀26-1被安装在压力计26上，以在压力计26的校准或流体渗漏 的情况下隔断感测管。类似地，切断阀27-1和27-2也被安装在用于低温的水位计27上， 以在水位计27的校准或流体渗漏的情况下隔断感测管，切断阀28-1和28-2也被安装在用 于高温的水位计28上，以在水位计28的校准或流体渗漏的情况下隔断感测管。由这些仪表测量的监测变量的值被传送到控制和监测系统，并被用于以安全和有 效的方式来操作测试设备。当操作测试设备时，蓄压器21的压力能够被维持在大气压力和 设计压力之间的范围之内。为了维持适当的压力，蓄压器21配备有报警装置，以当蓄压器 21的压力变得低于或高于预设压力时发出警报。此外，将蓄压器21的水位保持高于每个电 加热器22的位置。为了维持适当的水位，蓄压器21配备有另一报警装置，以当蓄压器21 的水位变得低于或高于预设水位时发出警报。此外，为了维持适当的温度，蓄压器21配备 有另一报警装置，以当蓄压器21的温度变得低于或高于预设温度时发出警报。蓄压器21配备有检查孔29，通过该检查孔29可检查蓄压器21的内部情况。所述 检查孔29是空心管的孔，空心管的端部30通过盲法兰(blind flange)封闭或由焊接的塞 子或盖子堵住，检查孔29以这样的方式与蓄压器21连通，S卩，在蓄压器21的外壳中钻孔， 并将空心管插入并焊接在蓄压器的外壳的孔中。当将要使用所述检查孔29检查蓄压器21 的内部时，开启或切掉检查孔29的端部30的盲法兰或塞子或盖子。然后，将检查仪器(例 如，内视镜)插入到检查孔29中，以检查蓄压器21中的管口、电加热器22等的完好性。在 完成蓄压器21的内部检查之后，检查孔29的端部30由盲法兰封闭或再次与塞子或盖子焊 接，以密封检查孔29。蓄压器21在其下部与能够喷水和排水的管子31连接。对于将被用于另一仪器或 设施的蓄压器21的高温高压水，管子31配备有用于与另一仪器或设施连接的盲法兰32。 可使用测试设备的蓄压器21的高温高压水进行各种有用的测试。这种测试包括水压泄压 阀的阀座密封性测试和设定压力测试以及水阀的密封填料的密封性测试和操作测试等。当将水供应到蓄压器21或者水从蓄压器21排出时使用蓄压器21的下部的管子 31。为了将水从蓄压器21的内部排出，设置排水阀33和节流口 34。当水从蓄压器21的 内部排出时主要使用排水阀33，节流口 34将流量和压力减小到适当的水平以实现平稳操 作。因为节流口 34能够充分降低施加到其下游的压力，所以连接在节流口 34的下游和冷 凝罐之间的管子的容许压力水平能够被降低到适当的水平，并因此能够有效地降低安装成 本。切断阀40被安装在排水阀的上游侧上，以当排水阀33和节流口 34发生故障时隔断排 水阀33。蓄压器21在其上部与蒸汽排出或加压管(pressurization pipe) 35连接，以排出 蓄压器21的蒸汽并能够对测试容器加压。当蓄压器21的高温高压蒸汽将被用于另一仪器 或设施时，该加压管35与用于连接另一仪器或设施的盲法兰36结合。可使用所述测试设 备的蓄压器21的高温高压蒸汽进行各种有用的测试。这种测试包括蒸汽安全阀的阀座密封性测试和设定压力测试以及蒸汽阀的密封填料的密封性测试和操作测试等。在接头处，特别是在蓄压器21的下部的管子31所连接的蓄压器21的管口 37以及 蓄压器21的蒸汽排出管35所连接的蓄压器21的管口 38处，执行在蓄压器的操作条件下 针对热应力的结构分析，以便进行安全检查。如果必要的话，对蓄压器的每个管口的厚度、 形状等及其相邻的蓄压器的外壳进行加强。测试容器41是一 种为目标安全阀48提供测试压力的装置。蓄压器21的上部的 蒸汽排出管35通过测试容器41的上游侧上的蒸汽供应管44以及压力控制阀42和43与 测试容器41连接。当在以高的加压速率(例如，高于lOOpsi/sec)加压测试容器41的状态下测试目 标安全阀48时，使用第一压力控制阀42，第一压力控制阀42将蓄压器21的蒸汽以适当的 流量供应到测试容器41。该测试用于对安装在稳压器安全阀的前端的环封执行排水测试， 以及在反应堆设施的设计基准事故的情况下出现的过压条件下对稳压器安全阀执行设定 压力测试。当预热测试容器41时或者当测试容器的压力自动保持恒定时或者当在以低的加 压速率(例如，低于2psi/sec)加压测试容器的状态下测试目标安全阀48时使用第二压力 控制阀43，第二压力控制阀43具有比第一压力控制阀42的容量小的容量并与第一压力控 制阀42平行安装。下面将详细描述该测试及其步骤。对于自动控制测试容器41的压力恒 定的方法，将从测试容器41的压力计49接收的压力值与第一压力控制阀42的压力控制器 43-1的设定点进行比较，然后自动调节第二压力控制阀43的开口。当未使用第一压力控制阀42时或者因其渗漏需要切断第一压力控制阀42时，切 断阀51被安装在第一压力控制阀42的上游侧上。类似地，当未使用与第一压力控制阀42 平行安装的第二压力控制阀43时或者因其渗漏需要切断第二压力控制阀43时，切断阀52 被安装在第二压力控制阀43的上游侧上。为了使测试容器41正确操作，安装压力计49和温度计50。压力计49所连接的 感测管与管口连接，该管口被插入并焊接在穿过测试容器的外壳所钻的通孔中。温度计50 以这样的方式附着到测试容器41的外壳，即，在合适的深度将孔钻入到测试容器41的外壳 中，然后将温度计插入并焊接在该孔中。切断阀49-1被安装在压力计49上，以在压力计49 的校准或流体渗漏的情况下隔断感测管。由这些仪表测量的监测变量的值被传送到控制和 监测系统，并被用于以安全和有效的方式来操作测试设备。安全阀53被安装在测试容器41上，并因此解除过压，以当测试容器41的内部压 力达到压力设定点(例如，220kg/cm2)时保护测试容器41。测试容器41的上侧的蒸汽排出管45依次连接到用于测量流量的文丘里管46、充 满水的环封47和目标安全阀48。目标安全阀48是稳压器安全阀，目标安全阀48是将在测 试设备中进行测试的主要目标。文丘里管46与流量计46-1结合，流量计46_1测量目标安全阀48操作时的流量。 该流量计46-1与切断阀46-2和46-3结合，以在校准或发生故障时隔断感测管。文丘里管46和环封47之间的管子被连接到用于计算从安全阀排出的流体的密度 的温度计54和用于测量当目标安全阀48操作时的压力的压力计55。该压力计55还与切 断阀55-1结合，以在维修或发生故障的条件下隔断感测管。
环封47是一种在高温高压蒸汽没有直接接触安全阀的情况下充满水的装置，并通常实现为U形管。在不要求环封47充满水的情况下，环封47可被构造为连续排水，并因 此保持处于充满蒸汽的状态。环封47配备有用于填充水的排气阀56和排水阀57。在测试 设备被加压之前，环封47充满水。为了通过操作核电站的环封和诸如稳压器安全阀的目标安全阀48来准确地模拟 和测量从环封排出的水的行为，电伴热系统(electrical heat tracing system)58和温度 计70被安装在目标安全阀48和目标安全阀48的上游侧的管子(具体为环封47)上。这 种构造可能实现实际发电站的温度条件。为了预热测试容器41，安装预热管59-1和预热阀59，预热管59_1和预热阀59均 可从测试容器41排放蒸汽。在预热阀59失效或渗漏的情况下，用于预热阀的切断阀60被 安装在预热阀59的上游侧上，以切断预热阀59。节流口 61被设置在预热阀59的下游侧 上。节流口 61在功能上与蓄压器21的排水阀33的下游侧的节流口 34相同。对于预热测试容器41的方法，首先，通过压力控制阀42和43将蓄压器21的蒸汽 供应到测试容器41并在测试容器41中加压。然后，开启预热阀59以从测试容器41排出 蒸汽，并因此将蓄压器21的高温蒸汽供应到测试容器41的下部，然后蓄压器21的高温蒸 汽被排放到测试容器41的上部。从而，测试容器41被预热。此时，为了使测试容器41及 其相关仪器的热应力最小化，必须以预定的预热速率预热测试容器41及其相关仪器。在对测试容器41加压和预热的过程中，从测试容器41及其连接的管子中产生冷 凝水。冷凝水通过疏水器62排出。为了确保疏水器62的精确操作，安装用于过滤杂质的 过滤器63，并安装用于隔断过滤器63和疏水器62的切断阀64，以在过滤器63和疏水器62 发生故障的条件下使用。此外，在测试容器41的内部以及第一压力控制阀42和测试容器41之间的蒸汽供 应管44产生的冷凝水通过疏水器65排出。为了确保疏水器65的精确操作，安装用于过滤 杂质的过滤器66，并安装用于隔断过滤器66和疏水器65的切断阀67，以在过滤器66和疏 水器65发生故障的条件下使用。当测试目标安全阀48的操作时，必须不断地从测试容器41以及主管35和44排 放冷凝水。然而，当从测试容器41的下部排放冷凝水的疏水器65发生故障时，难以准确地 诊断冷凝水是否被排出。为此，除疏水器65以外还安装了冷凝水排出阀68，冷凝水排出阀 68用于仅在测试目标安全阀48的操作之前将冷凝水从测试容器41的下部排出。节流口 69被设置在冷凝水排出阀68的下游侧上。节流口 69在功能上与蓄压器21的排水阀33的 下游侧的节流口 34相同。为了连续地测量目标安全阀48的盘开口，心轴设有线性可变差分变压器 (LVDT)48-1。为了测量目标安全阀48的操作期间的动态特性和排放负荷，振动仪71被安 装在目标安全阀48的上游侧上的环封上，另一振动仪72和压力计73被安装在目标安全阀 48的下游的管子上。用于压力计73的感测管设有切断阀73-1，以在校准或发生故障的条 件下隔断感测管。在接头处，具体是在测试容器41的下部的管口 74以及测试容器41的上部的管口 75处，执行在测试容器的操作条件下针对热应力的结构分析，以便进行安全检查。如果必要 的话，对测试容器的每个管口的厚度、形状等及其相邻的测试容器的外壳进行加强。
冷凝罐81用于储存在本发明的测试设备中使用的软化水、相对于供水泵维持适 当的压差(proper head)、收集在对测试容器预热和加压期间所产生的冷凝水、冷凝并收集 从目标安全阀排出的蒸汽以及吸收目标安全阀的噪音。 排出管82从目标安全阀的出口延伸到冷凝罐81内部的喷雾器83，其中，排出管 82穿过冷凝罐81的外壳。图3是用于从目标安全阀排出的蒸汽的冷凝罐内部的喷雾器的透视图。喷雾器83设有多个孔121，从目标安全阀排出的蒸汽通过孔121喷洒，并且所述多 个孔以预定尺寸和预定间隙分布。当冷凝罐81中的软化水填充到预设水位时，喷雾器83 浸没在水下。当使用本发明的测试设备执行测试时，在目标安全阀48操作时，大量的蒸汽被突 然间排放到排出管82，然后排出的蒸汽通过喷雾器83的多个孔121被平稳地喷洒到冷凝 罐81中。此时，喷洒的蒸汽在冷凝罐81中与比排出的蒸汽冷的水接触的同时被冷凝。为 了有效地喷洒和冷凝，喷雾器83的孔最好形成为使蒸汽沿水平和向下的方向喷洒而不是 沿向上的方向喷洒。连接到目标安全阀48的出口的管子由吸音材料包围。因此，如果在目标安全阀48 操作时排放的蒸汽的能量被释放到冷凝罐81中的水中，则能够有效地降低噪音。通过这种 结构，可能防止从传统的测试设施产生的过量的噪音，在传统的测试设施中，目标安全阀48 通至空气。冷凝罐81与管子84连接，管子84收集在本发明的测试设备的操作期间所产生的 冷凝水。冷凝罐81配备有切断阀85和排水阀86，切断阀85根据冷凝罐81的温度和压力 条件切断冷凝水收集管84，排水阀86在关闭切断阀85时将冷凝水排放到外部。当使用本发明的测试设备测试目标安全阀48时，冷凝罐81将软化水维持在预设 水位，收集并冷凝在对测试容器41预热和加压期间所产生的冷凝水和蒸汽。此时，通过温 度计93来监测冷凝罐81的温度。如果冷凝罐81的温度变得高于预设温度(例如，95°C )， 则冷凝罐81的冷凝效果降低。这样，关闭用于冷凝水收集管的切断阀85，以停止收集冷凝 水，然后开启排水阀86。例如，当冷凝罐81的温度将保持恒定时，可分别安装能够冷却冷凝罐81中的软化 水的冷却器或散热器。这种构造属于示例性实施例(这里未示出)。冷凝罐81是一种当目标安全阀操作时大量的高温高压蒸汽被引入到其中的罐。 为此，冷凝罐81设有爆破片(rupture disk) 87和88，爆破片87和88防止过压并排放大量 的流体。当冷凝罐81超过预定压力时，每个爆破片87和88破裂，从而保护冷凝罐81中的 压力以免超过设计压力。具体地讲，为了提高爆破片87和88操作的可靠性，爆破片87和 88成对安装。因此，即使爆破片中的一个爆破片发生故障，另一个爆破片也能够使正常的功 能继续。爆破片87和88中的每个爆破片被设计为具有至少15英寸(约38. Icm)的直径， 从而作为用于检查冷凝罐81的内部的人孔。冷凝罐81配备有排气管89和排气阀90，排气管89和排气阀90均能够降低冷凝 罐81内部的压力或减少冷凝罐81内部的废气。此外，冷凝罐81配备有排水管91和排水 阀92，排水管91和排水阀92均能够使冷凝罐81充水或将水从冷凝罐81排出。冷凝罐81与压力计94、温度计93和水位计95连接，以进行平稳操作。压力计94和水位计95所连接的感测管被连接到冷凝罐81。为此，将通孔钻入到冷凝罐81的外壳中， 然后将感测管插入并焊接在该通孔中。温度计93以这样的方式附着到冷凝罐81，S卩，将孔 钻入到冷凝罐81的外壳中，然后将温度传感器插入并焊接在该孔中。为了在压力计94的 校准或流体渗漏的情况下隔断感测管，压力计94配备有切断阀94-1。为了在水位计95的 校准或流体渗漏的情况下隔断感测管，水位计95配备有上切断阀95-1和下切断阀95-2。 由这些仪表测量的监测变量的值被传送到控制 和监测系统，并被用于以安全和有效的方式 来操作测试设备。供水处理系统101是一种通过多级净化器将普通水净化为软化水然后将软化水 供应到冷凝罐81的给水器。供水处理系统101在冷凝罐81的下部连接到排水管91。由供 水处理系统101产生的软化水通过供水或出流阀102、止回阀103和排水管91供应到冷凝 罐81。在这种情况下，应该开启冷凝罐81的排气阀90，以平稳地供应软化水。止回阀103 防止在未将水供应到冷凝罐81时冷凝罐81的水回流到供水处理系统101。冷凝罐81的排 水管91既作为供应来自供水处理系统101的软化水的管子，又作为将软化水从冷凝罐81 输送到供水泵的管子。当使用本发明的测试设备测试目标安全阀48时，根据所需的流体的 清洁度可由普通的供水系统来替代供水处理系统101。供水泵111用于将冷凝罐81的软化水供应到蓄压器21。供应的软化水的量取决 于蓄压器21的水位。供水泵111被构造成使供水泵111的入口与冷凝罐81的排水管91 连接，并使供水泵111的入流阀112安装在供水泵111的入口和排水管91之间。此外，供 水泵111被构造成使供水泵111的出口通过供水泵111的出流管与蓄压器的下部的管子31 连接，并使供水泵111的出流阀115安装在供水泵111的出口和下部的管子31之间。当 (例如)为了维修需要隔断供水泵111时使用供水泵的入流阀112和出流阀115。供水泵 111的出口配备有出口压力计113，切断阀113-1被安装在连接到出口压力计113的压力感 测管上，并因此在出口压力计113的渗漏或校准的情况下使用切断阀113-1。止回阀116被 安装在供水泵的出流阀115的下游侧上，并在供水泵停止时防止蓄压器21的水回流。从供 水泵111的出口延伸到蓄压器21的管子可根据本发明的测试设备所需的流体的清洁度而 设有微过滤器。该管子可设有预热器，以将供应的水预热到高温。在这种情况下，可将高温 水供应到蓄压器21，从而能够使热冲击最小化(这里未示出)。图4是根据本发明的示例性实施例的用于测试稳压器安全阀的性能的设备的透 视图。根据本发明的示例性实施例，将测试设备设计成测试设备的组件被最佳地布置， 从而进一步减小所需的空间。为此，主要组件，即，蓄压器21、测试容器41、冷凝罐81和供 水泵111被布置在各个象限上并通过管子相互连接，从而形成闭合回路。所述四个主要组 件围绕供水处理系统101。此外，蓄压器21的排水管33-1、测试容器的预热管59-1和用于 冷凝水的排水管64-1和68-1被布置在主要组件之间。蓄压器21的容积大于测试容器41的容积。这是因为蓄压器21配备有产生蒸汽 所需的至少一个电加热器和液体区域，并具有储存用于测试目标安全阀48所需的高压蒸 汽的功能。蓄压器21和测试容器41的容积被设计为能够产生、储存并使用测试目标安全阀 48所需的大量蒸汽的适当的容积。为此，通过使用用于热工水力流体分析的计算机编码能够模拟蓄压器21和测试容器41的压力动态和流体流动，并且能够以测试目标安全阀48所需的适当的等级(scale)来设计蓄压器21和测试容器41的容积、压力控制阀的尺寸等。图5是示出在目标安全阀的测试期间使用用于热工水力流体分析的计算机编码 来模拟蓄压器和测试容器的压力变化的结果的曲线图。在蓄压器21和测试容器41的初始压力分别被设置为191kg/cm2和130kg/cm2的 条件下进行测试。为了控制测试容器41的压力，在开始测试之后开启第一压力控制阀42 使其具有2%的开口达4秒，然后使其具有30%的开口。在这种情况下，图5中示出了蓄 压器21和测试容器41的压力的预测的变化。在开始测试之后，目标安全阀48花费4. 26 秒的时间来达到开启压力。当在开始测试之后已经过去8. 3秒时，关闭目标安全阀48。因 此，能够发现目标安全阀48保持开启4. 04秒，当关闭目标安全阀48时能够测得回座压力 (blow-down pressure)。为了测量目标安全阀的开启行为，必须给予足够的时间来达到开 启设定压力。这样，一开始最好尽可能小地设置第一压力控制阀42的开口。在目标安全阀 48达到设定压力之后，由于通过阀门的开口所排出的蒸汽，所以必须尽可能长地保持泄放 (blow down)测试容器的压力所花费的时间。只有在这种情况下才有可能根据测试容器41 的压力的变化来测量排出的蒸汽的流量。为了将泄放测试容器41的压力的时间保持较长 的时间，必须从蓄压器21供应足够量的蒸汽。因此，在测试容器41的压力达到设定压力之 后，最好改变第一压力控制阀42的开口并尽快将第一压力控制阀42的开口保持在最大开 度。因此，当以这样的方式，即，根据测试目的在期望的条件下调节第一压力控制阀42的开 口来控制测试容器41的压力时，容易执行对目标安全阀48的开启/关闭和排放流量测试。蓄压器21最好沿竖直方向安装，而不是沿水平方向安装。原因如下第一，能为测 量水位的长度提供足够的裕量(margin)(即，用于测量水位的从下边界(lower tap)到上 边界(upper tap)的长度)。第二，能将水位维持在最低限度，以保持电加热器在水下并确 保蒸汽区域达到最大限度。第三，能在蓄压器21的水面和蓄压器21的上部的出流管之间 维持足够的分离距离，并因此在将蓄压器21的蒸汽输送到测试容器41时能抑制水分的携
市ο蓄压器21通过裙座131被牢固地固定到地面。裙座131支撑蓄压器21的静态载 荷以及当蓄压器21的蒸汽通过排出管35以最大流速排放到测试容器41时的动态载荷。执 行针对静态载荷和动态载荷的结构分析以检查安全性，从而允许蓄压器具有适当的形状和 厚度。测试容器41也通过裙座132被牢固地固定到地面，裙座132支撑测试容器41的静 态载荷以及当目标安全阀48操作时的动态载荷。当目标安全阀48操作时，蓄压器21的蒸汽排出管35和目标安全阀48的排出管 82承受瞬时的动态载荷和热应力。这样，执行针对这些管子的尺寸和布局的结构分析以检 查安全性，然后设计这些管子的支撑件并将该支撑件安装在适当的位置。为了更加有效地去除由测试容器41的预热和蒸汽加压而产生的冷凝水，并在目 标安全阀48操作时平稳地供应蒸汽，测试容器41最好沿竖直方向安装，目标安全阀48最 好被安装在测试容器41的上部。目标安全阀48最好被安装在与核电站的反应堆冷却剂系统的稳压器或安全阀在 其上安装和操作的管子和位置相同的管子和位置上。这是因为能够通过将出现在用于目标 安全阀48的设施经历过压时的压力或加压速率(例如，375psi/sec)准确地施加到目标安全阀48来执行测试。目标安全阀48所附着的在测试容器41的上部的法兰48-2以及目标安全阀的出流管的法兰48-3最好均以便于拆卸具有各种尺寸的目标安全阀48的短管件(spool piece)的形状制造和安装(这里未示出)。冷凝罐81通过带状支撑件133被牢固地固定到地面，以支撑当目标安全阀48操 作时的动态载荷。如图4所示，通过在给定的空间内有效地布置各种组件，能够以紧凑的布置来构 造本发明的测试设备。这种紧凑的布置减少了用于安装测试设备的空间和场地的尺寸以及 用于制造测试设备的材料。此外，由于当测试设备操作时，测试设备的各种组件彼此相邻， 所以非常容易观察组件的情况或监测仪表。因此，这种构造对于测试设备的安全操作和最 佳性能是非常有效的。将参照图6来描述使用上述组件所组合的测试设备来测试目标安全阀的方法。为了测试目标安全阀48，彻底地冲洗测试设备，然后安装目标安全阀48。测试设 备的空气压缩系统、电系统、仪表系统、控制和监测系统等准备就绪以使其能够操作。为了使用供水处理系统101将预定量的软化水(以下称为水)填充到冷凝罐81， 开启冷凝罐81的排气阀90，然后开启供水处理系统101的出流阀102。从而，冷凝罐81被 水填充到预定水位(S210)。在将水填充到冷凝罐81之后，关闭冷凝罐81的排气阀90和供 水处理系统101的出流阀102。为了将冷凝罐81的水以预定的量填充到蓄压器21，开启冷凝罐81的排气阀90， 并开启供水泵的入流阀112和出流阀115。为了在将水填充到蓄压器21时平稳地排放空 气，将用于测试容器的压力控制阀42和43、压力控制阀42和43上游的切断阀51和52、用 于测试容器的排水阀68、排水阀68上游的切断阀67以及用于冷凝水收集管的切断阀85全 部开启。在操作供水泵111以用冷凝罐81的水将蓄压器21填充到预定水位之后，关闭用 于测试容器的排水阀68及其上游的切断阀67(S220)。检查冷凝罐81的水是否达到预定 水位。如果冷凝罐81的水不足，则使用以上所述的供水处理系统101再将水填充到冷凝罐 81。在目标安全阀48的上游侧上的环封47充满水的情况下(由于需要在安全阀环封 上执行排水测试)，临时的软管被连接在供水处理系统101和用于环封的排水阀57之间。 关闭用于不断地从环封排水的排水阀57-1，并开启用于测试容器的排水阀44-1。然后，开 启用于环封的排水阀57。从而，环封47充满来自供水处理系统101的水。当水被排放到用 于测试容器的排水阀44-1时，完成环封47的充水过程。此时，关闭用于环封的排水阀57 和用于测试容器的排水阀44-1。当在安全阀环封上执行排水测试的情况下，当环封47充满水时，蒸汽在蓄压器21 和测试容器41中积聚并加压。这样，使用水的加压力(pressurizing force)来测试目标 安全阀48。详细地讲，由于目标安全阀48通过蒸汽的压力被开启，所以环封47的水将通过 目标安全阀48被排放到排出管82。当通过电加热器22加热蓄压器21的水以产生蒸汽时，蒸汽在连接到蓄压器21的 上部和测试容器41的测试容器加压管35中被冷凝成水。因此，为了平稳地排出该冷凝水， 开启加压管35的冷凝水排水阀64、测试容器的排水阀67和用于冷凝水收集管的切断阀85。如此，蓄压器21的电加热器22加热水以产生蒸汽(S230)。当开始从蓄压器21中 产生蒸汽时，蒸汽被引入并积聚在蓄压器21的上部以及与蓄压器连接的测试容器41。当蒸 汽积聚时，蓄压器21和测试容器41的温度和压力升高，并能够通过安装在蓄压器21上的 温度计24、25和压力计26以及安装在测试容器41上的温度计50和压力计49来检查蓄压 器21和测 试容器41的温度和压力。通过使用电加热器继续加热蓄压器21的水，并因此将蓄压器21和测试容器41 的压力增加到预定压力(例如，如果目标安全阀的开启压力为175kg/cm2，则该预定压力为 160kg/cm2) (S240)。在这个过程中，间歇地开启测试容器41的预热阀59，以允许蓄压器21 的高温蒸汽通过测试容器41排出，以便同时加热蓄压器21和测试容器41。此时，为了使蓄 压器21及其管子、测试容器41及其管子的热应力最小化，在预定的温升速率(或预定的加 热速率)的范围内加热水。此外，如果在使用蓄压器21的电加热器加热和加压的过程中蓄 压器21中的水降低到预定水位以下，则暂时停止电加热器的运行，然后以冷凝罐81的水将 蓄压器21填充到预定水位，如上所述。存在两种方法来逐渐增加测试容器41的压力直到目标安全阀48操作。在这两种 方法中，一种方法适于(除测试容器41以外)将蓄压器21加热并加压到高于目标安全阀 48的操作压力的压力，然后加压测试容器41以使目标安全阀48能够操作；另一种方法适 于使蓄压器21和测试容器41相互连通，操作蓄压器21的电加热器直到目标安全阀48操 作，并同时以预定的加压速率增加蓄压器21的压力和测试容器41的压力。在这里，将仅对 前一种方法进行详细描述。当蓄压器21的压力和测试容器41的压力达到预定压力(例如，160kg/cm2)时，关 闭加压管的第一压力控制阀42及其上游的切断阀51，调节第二压力控制阀43以便恒定地 控制测试容器41的压力。然后，继续操作蓄压器21的电加热器，以使测试目标安全阀48所 需的蒸汽在蓄压器21中积聚到预定压力(例如，如果目标安全阀48的开启压力为175kg/ cm2，则该预定压力为185kg/cm2)。当在目标安全阀48上执行设定压力测试的情况下，开启环封47的排水阀57-1以 使环封47充满蒸汽，然后使用第二压力控制阀43使测试容器41的压力(例如，以2psi/ sec或更小的加压速率)逐渐增加直到目标安全阀48操作。在目标安全阀48操作时测量 该压力及其相关数据(S250)。然后，当目标安全阀48被关闭时，使用第二压力控制阀43使 测试容器41保持在预定的压力条件下。在这种状态下，对目标安全阀48执行阀座密封性 测试。通过测量目标安全阀的出口的温度或可视化地观察目标安全阀的出口来检查目标安 全阀48的阀座密封性。为了执行与目标安全阀48的设定压力测试不同的环封的排水测试、流量测试、回 座测试等，以预定的加压速率加压目标安全阀48或将蒸汽供应到目标安全阀48以使目标 安全阀48保持开启预定的时间尤为重要。为此，测试容器41保持在预定的压力条件下(例 如，如果目标安全阀的开启压力为175kg/cm2，则该预定压力为160kg/cm2)，蓄压器21将蒸 汽积聚到预定压力(例如，200kg/cm2)，在该预定压力条件下收集测试目标安全阀所需的蒸 汽。然后，以高速或以预定的速度开启第一压力控制阀42，从而将需要的加压速率或蒸汽流 量提供到目标安全阀48。然后，当目标安全阀48操作时测量相关数据。
当目标安全阀48的测试完成时，停止蓄压器21的电加热器的运行，并冷却测试设 备。此时的冷却最好是自然冷却。此外，为了使热应力最小化，在预定的冷却速率范围之内 进行冷却。在使用上述的测试设备测试目标安全阀48的过程中，当任何管子或阀门损坏或 泄漏时，停止蓄压器的电加热器的运行，并释放蓄压器和测试容器的压力以保护人的生命 和测试设备。尽管已经结合示例性实施例显示和描述了本发明，但是本领域的技术人员应该清 楚，在不脱离由权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可进行修改和变化。例如， 可对在本发明的示例性实施例中详细说明的每个组件的形状和结构进行修改。产业上的可利用性根据本发明的示例性实施例，用于测试安全阀的性能的设备和方法在与安装在核 电站的反应堆冷却剂系统上的稳压器安全阀的操作条件相同的操作条件下执行测试，从而 能够精确地执行该测试，这有利于工业应用。
权利要求
一种用于测试安全阀的性能的设备，该设备用于在安全阀上执行设定压力测试、阀座密封性测试、流量测试、回座测试、环封的排水测试、排放负荷测试等，所述设备包括蓄压器(21)，包括用于加热填充在蓄压器(21)中的预定量的水的至少一个电加热器(22)，并在高压条件下储存由所述电加热器(22)产生的蒸汽；测试容器(41)，在高压条件下储存由蓄压器(21)供应的蒸汽，并为目标安全阀(48)提供测试压力，在蒸汽的流量和压力被控制之后供应该蒸汽；冷凝罐(81)，储存将被供应到蓄压器(21)的软化水，并冷凝和收集从目标安全阀(48)排出的蒸汽；供水泵(111)，将储存在冷凝罐(81)中的水供应到蓄压器(21)。
2.如权利要求1所述的设备，其中，冷凝罐(81)包括在冷凝罐(81)中的喷雾器(83)， 喷雾器(83)能使从目标安全阀(48)排出的蒸汽喷洒在水中。
3.如权利要求2所述的设备，其中，喷雾器(83)包括多个孔(121)，所述多个孔(121) 以预定尺寸和预定间隙分布，从而能够喷洒从目标安全阀(48)排出的蒸汽。
4.如权利要求1所述的设备，其中，蓄压器(21)与设置在蓄压器(21)的下部的管子 (31)连接，以喷射或排放由供水泵(111)供应的水，当蓄压器(21)的高温高压水将被用于 另一组件时，该管子(31)具有用于连接所述另一组件的盲法兰(32)。
5.如权利要求1所述的设备，其中，蓄压器(21)通过管子(31)与冷凝罐(81)连接，以 排出蓄压器(21)中的水，管子(31)与排水阀(33)结合。
6.如权利要求5所述的设备，还包括节流口(34)，该节流口(34)设置在排水阀(33) 的下游侧上，以使流量和压力减小到适当的水平。
7.如权利要求1所述的设备，其中，蓄压器(21)与设置在蓄压器(21)的上部的管子 (35)连接，以允许将从蓄压器(21)排出的蒸汽供应到测试容器(41)，当蓄压器(21)的高 温高压水将被用于另一组件时，该管子(35)具有用于连接所述另一组件的盲法兰(36)。
8.如权利要求1所述的设备，其中，蓄压器(21)的上部通过第一压力控制阀(42)安装 于其上的管子(44)与测试容器(41)的下部连接，从而能够将蓄压器(21)的蒸汽以适当的 流量供应到测试容器(41)并加压。
9.如权利要求8所述的设备，其中，第二压力控制阀(43)被安装在与第一压力控制阀 (42)平行设置的管子上，第二压力控制阀(43)具有比第一压力控制阀(42)的容量小的容 量，以当预热测试容器(41)时、当测试容器(41)的压力自动保持恒定时或者当在以低的加 压速率加压测试容器(41)的状态下测试目标安全阀(48)时使用第二压力控制阀(43)。
10.如权利要求8所述的设备，还包括管子(64-1)，该管子(64-1)具有疏水器(62)，以 将冷凝水排放到冷凝罐(81)，该冷凝水从第一压力控制阀(42)的上游侧上的管子产生。
11.如权利要求8所述的设备，还包括管子(68-1)，该管子(68-1)具有疏水器(66)，以 将冷凝水排放到冷凝罐(81)，该冷凝水从测试容器(41)以及第一压力控制阀(42)和测试 容器(41)之间的管子(44)产生。
12.如权利要求11所述的设备，除疏水器(65)以外，还包括冷凝水排出阀(68)，该冷 凝水排出阀(68)用于仅在测试目标安全阀(48)操作之前将冷凝水从测试容器(41)的下 部排出，这是因为当疏水器(65)发生故障时，难以准确地诊断冷凝水是否被排出。
13.如权利要求12所述的设备，还包括节流口(69)，该节流口(69)设置在冷凝水排出阀(68)的下游侧上，以使流量和压力减小到适当的水平。
14.如权利要求1所述的设备，其中，环封(47)被弯曲以充满水，从而用于环封(47)的 排水测试，环封(47)被安装在测试容器(41)和目标安全阀(48)之间。
15.如权利要求14所述的设备，还包括电伴热系统(58)，该电伴热系统(58)被安装在 目标安全阀(48)和目标安全阀的上游侧的管子上，以通过操作核电站的环封和如稳压器 安全阀的目标安全阀(48)来准确地模拟和测量从环封(47)排出的水的行为。
16.如权利要求1所述的设备，还包括预热阀(59)，该预热阀(59)被安装在预热管 (59-1)上，从而将蒸汽从测试容器(41)排放到冷凝罐(81)以预热测试容器(41)。
17.如权利要求16所述的设备，还包括节流口(61)，该节流口(61)设置在预热阀(59) 的下游侧上，以使流量和压力减小到适当的水平。
18.如权利要求1所述的设备，其中，冷凝罐(81)包括一个或多个爆破片(87、88)，爆 破片(87、88)防止由高温高压蒸汽的流入而产生的过压，并在目标安全阀(48)操作时排放 大量的流体。
19.如权利要求1所述的设备，还包括供水处理系统(101)，该供水处理系统(101)被 安装在冷凝罐(81)和供水泵(111)之间，以将水供应到冷凝罐(81)。
20.如权利要求19所述的设备，其中，供水处理系统(101)通过多级净化器将普通水净 化为软化水，并将该软化水供应到冷凝罐(81)。
21.如权利要求1、2、4、5、7、8、14、16、18和19中的任何一项权利要求所述的设备，其 中，蓄压器(21)、测试容器(41)、冷凝罐(81)和供水泵(111)形成闭合回路。
22.一种用于测试安全阀的性能的方法，该方法用于在安全阀上执行设定压力测试、阀 座密封性测试、流量测试、回座测试、环封的排水测试、排放负荷测试等，所述方法包括下列 步骤1)以预定量的水填充冷凝罐(81)，冷凝罐(81)储存将被供应到蓄压器(21)的软化 水，并冷凝和收集从目标安全阀(48)排出的蒸汽；2)使用供水泵(111)用冷凝罐(81)的水将蓄压器(21)填充到预定水位；3)使用至少一个电加热器(22)加热在蓄压器(21)中填充的水以产生蒸汽；4)在控制流量和压力的情况下，将从蓄压器(21)产生的蒸汽供应到测试容器(41)，并 将蓄压器(21)和测试容器(41)加压到预设压力；5)连续操作蓄压器(21)的电加热器(22)，以使压力增加到目标安全阀(48)的操作压 力，并对目标安全阀(48)进行测试。
23.如权利要求22所述的方法，其中，步骤4)包括当蓄压器(21)和测试容器(41)达 到预定压力时，关闭蓄压器(21)和测试容器(41)之间的第一压力控制阀(42)和第一压力 控制阀(42)的上游侧的切断阀(51)；通过与第一压力控制阀(42)平行安装并具有比第一 压力控制阀(42)的容量小的容量的第二压力控制阀(43)来恒定地控制测试容器(41)的 压力。
24.如权利要求22所述的方法，其中，步骤5)包括连续操作蓄压器(21)的电加热器 (22)，以使蓄压器(21)中的蒸汽积聚到测试目标安全阀(48)所需的蒸汽所积聚到的预定 压力；使用第二压力控制阀(43)逐渐增加测试容器(41)的压力直到目标安全阀(48)操 作，并对目标安全阀(48)进行测试。
25.如权利要求22所述的方法，其中，步骤5)包括使蓄压器(21)中的蒸汽积聚到测 试目标安全阀(48)所需的蒸汽所积聚到的预定压力；以高速开启第一压力控制阀(42)，以 将需要的加压速率或蒸汽流量提供到目标安全阀(48)，并对目标安全阀(48)进行测试。
26.如权利要求22所述的方法，其中，步骤4)包括间歇地开启连接到测试容器(41) 的预热阀(59)，以使蓄压器(21)的高温蒸汽通过测试容器(41)排出。
全文摘要
一种用于测试安全阀的性能的设备和方法，该设备和方法在与安装在核电站的反应堆冷却剂系统上的稳压器安全阀的操作条件相同的操作条件下执行测试。用于测试安全阀的性能，即，在安全阀上执行设定压力测试、阀座密封性测试、流量测试、回座测试、环封的排水测试、排放负荷测试等的所述设备包括蓄压器(21)，包括用于加热填充在蓄压器(21)中的预定量的水的至少一个电加热器(22)，并在高压条件下储存由所述电加热器(22)产生的蒸汽；测试容器(41)，在高压条件下储存由蓄压器(21)供应的蒸汽，并为目标安全阀(48)提供测试压力，在蒸汽的流量和压力被控制之后供应该蒸汽；冷凝罐(81)，储存将被供应到蓄压器(21)的软化水，并冷凝和收集从目标安全阀(48)排出的蒸汽；供水泵(111)，将储存在冷凝罐(81)中的水供应到蓄压器(21)。
文档编号G01M99/00GK101960280SQ200980107157
公开日2011年1月26日 申请日期2009年1月6日 优先权日2008年11月24日
发明者吴昇钟, 朴钟云, 权甲周, 郑桐旭, 金昌贤 申请人:韩国水力原子力株式会社