腐蚀试验的全自动安全控制系统的制作方法

本发明涉及超临界腐蚀试验技术领域，具体涉及腐蚀试验的全自动安全控制系统。

背景技术：

超临界水冷堆(SCWR)核电站由于其机组热效率高、系统简化、技术基础好、核燃料利用率高等诸多优点，被“第四代核能系统国际论坛”(GIF)组织推荐为六种最具研发前景的第四代核能系统候选堆型之一。

材料研发是制约SCWR发展的瓶颈，是SCWR研发的关键支持技术。SCWR材料研发的重要内容之一是对SCWR候选堆内材料在超临界水环境条件下的腐蚀性能或行为进行研究和评价，研发出高温高压超临界水腐蚀试验的装置和设备是进行SCWR候选材料腐蚀性能研究和评价的前提和基础。

因超临界腐蚀试验需要在最高650℃+25MPa的条件下进行，长时间的高温高压腐蚀试验安全性至关重要。原有高压釜腐蚀试验仅通过压力传感器、温控仪和爆破片等装置进行安全控制，在超过设定压力或温度时切断加热，实现安全控制功能。但现有技术中的安全控制系统设计单一，无法实现超临界腐蚀试验的多重冗余设计，进而无法保证超临界腐蚀试验长期稳定可靠的进行，导致装置依然存在安全性的缺陷。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：现有技术中的安全控制系统无法保证超临界腐蚀试验长期稳定可靠的进行，依然存在安全性缺陷的问题，目的在于提供了一种腐蚀试验的全自动安全控制系统，有效保证超临界腐蚀试验长期稳定可靠的进行，提高装置的安全性。

本发明通过下述技术方案实现：

腐蚀试验的全自动安全控制系统，包括设置在腐蚀试验回路上且具有加热模块的高压釜，实现腐蚀试验回路内高压釜出口处试验介质冷却的热交换器，设置在热交换器的冷却水回路上的通断装置，检测冷却水流动状态的感应装置，以及控制通断装置和加热模块的控制系统；

所述控制系统包括与加热模块连接的智能计时器模块，与加热模块通过磁环耦合的感生电流模块，连接在感生电流模块上的加热控制模块和延迟电路模块，以及控制加热控制模块、加热模块和通断装置通断的功能模块。

其中，热交换器主要是通过冷却水回路冷却超临界腐蚀试验回路上高压釜出口位置处的内部介质，冷却水回路上还设置通断装置，用于实现冷却水流动的通断。控制系统连接高压釜并控制高压釜的加热电源，同时控制通断装置，进而实现冷却水流动的通断。智能计时模块主要用于计时，加热模块用于给高压釜加热，加热模块通过磁环耦合与感生电流模块连接，感生电流模块获得的电压经过整流器获得直流电压，并加载到延迟电路模块以及加热控制模块。

原有高压釜腐蚀试验仅通过压力传感器、温控仪和爆破片等装置进行安全控制，在超过设定压力或温度时切断加热，进而实现安全控制功能。本发明改变了安全控制的方式，本发明能在设定的试验时间后自动切断电源与水源；并且能在意外断水或断电时，自动切断电源、水源，满足了超临界水腐蚀试验的安全要求，实现超临界腐蚀试验的多重冗余设计，进而保证超临界腐蚀试验长期稳定可靠的进行，更好地提高了装置的安全性。

进一步，所述功能模块包括与干簧式继电器串联后构成串联支路一的交流接触器和智能计时器控制开关，构成串联支路二的交流接触器控制开关、加热控制模块开关，以及与通断装置串联后构成串联支路三的延迟电路控制开关；

智能计时器控制开关与智能计时器模块连接，交流接触器控制开关与交流接触器连接，加热控制模块开关与加热模块连接，延迟电路控制开关与延迟电路模块连接；

所述串联支路一、串联支路二和串联支路三并联设置。

其中，交流接触器与交流接触器控制开关连接并控制开关的通断；同时，交流接触器与控制系统中加热模块连接，进而控制高压釜中加热模块的通断。智能计时模块与智能计时器开关连接并控制智能计时器开关的通断。延迟电路模块与延迟电路开关连接并控制延迟电路开关的通断。同时，智能计时模块与延迟电路模块均可任意设定时间。

通过上述通断装置和功能模块结构的优化，能有效保证在到达设定的腐蚀试验后，自动切断电源以及冷却水源；同时，还能在高压釜加热电源意外终断时，冷却水供给在一段时间后自动切断，并记录断电时间；或者，在热交换器的冷却水意外中断时，能自动切断高压釜中的加热电源，记录断电时间。

为了能达到最好的警示作用，所述串联支路二中还包括报警装置，所述交流接触器控制开关和加热控制模块开关并联后与报警装置串联。

通过上述结构的设置后，在高压釜加热电源意外终断时以及冷却水意外中断时，能够有效发出报警信息，提高安全警示效果。

进一步，所述串联支路二中还设置有与报警装置串联的手动开关A。所述串联支路三中还设置有与延迟电路控制开关串联的手动开关B。

手动开关B为手动关闭热交换器中冷却水的开关，在不需要冷却水时可手动断开，手动开关A为手动报警开关，在不需要警报时可以手动断开。

优选地，所述通断装置为电磁水阀，所述感应装置为干簧式感应器以及与该干簧式感应器连接的干簧式继电器。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明能在设定的试验时间后自动切断电源与水源；能在断水、断电时自动切断电源、水源，满足了超临界水腐蚀试验的安全要求；

2、本发明保证了超临界腐蚀试验长期稳定可靠的进行，实现了超临界腐蚀试验的多重冗余设计，提高了装置的安全性；

3、本发明结构简单，性能优异，安全性高。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明中控制系统的结构示意图。

图3为本发明中功能模块的结构示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-热交换器，2-通断装置，3-感应装置，4-控制系统，5-高压釜，6-智能计时器模块，7-加热模块，8-感生电流模块，9-加热控制模块，10-延迟电路模块，11-功能模块，12-智能计时器控制开关，13-交流接触器，14-交流接触器控制开关，15-加热控制模块开关，16-手动开关A，17-报警装置，18-手动开关B，19-延迟电路控制开关。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

腐蚀试验的全自动安全控制系统，包括具有加热模块7的高压釜5、热交换器1、通断装置2、感应装置3、控制系统4，控制系统4控制加热模块7和通断装置的开断，如图1所示。所述控制系统4包括智能计时器模块6，感生电流模块8，加热控制模块9、延迟电路模块10，以及功能模块11，如图2所示。

其中，控制系统4与高压釜5连接，并有控制系统4控制高压釜5加热的通断，热交换器1的冷却水回路与通断装置串联，并且通断装置与控制系统4连接，并由控制系统4控制其通断。智能计时器模块6可以设置加热时间，也可记录实际加热模块7的加热时间，加热模块7通过磁环耦合与感生电流模块8连接，感生电流模块8感生获得的电压经过整流器得到直流电压，并加载到加热控制模块9和延迟电路模块10，其中延迟电路模块可设置任意的延迟时间。

具体工作过程如下：

首先设定智能计时模块6的试验时间与延迟电路模块10中的延迟时间，启动本发明的系统，当高压釜5与热交换器1组成的试验回路正常工作到达试验时间时，控制系统4根据设定时间控制通断装置2断开，并且控制断开高压釜的加热模块7，实现到达设置试验时间后，系统自动切断高压釜5加热并切断热交换器1的冷却水的目的。

当在设定的试验时间范围内，高压釜的加热模块7意外断电时，智能计时模块6记录试验时间，加热模块7通过磁环耦合的感生电流模块8，促使没有电压加载到加热控制模块9和延迟电路模块10上，进而启动加热控制模块9和延迟电路模块10，根据设定的延迟时间，使通断装置2断开，进而关闭热交换器1中的冷却水，实现高压釜5中加热源断电时，系统记录断电时间并根据延迟时间切断热交换器1的冷却水的目的。

当在设定的试验时间范围内，感应装置3感应到热交换器1的冷却水源意外中断时，通过加热控制模块9控制加热模块7关闭，智能计时模块6记录试验时间，实现热交换器1的冷却水意外中断时，立即切断高压釜5中加热电源供电，记录试验时间的目的。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于，本实施例中公开了具体的功能模块结构，同时，使其达到本发明目的的同时能够达到报警警示的作用，具体设置如下：

本发明中通断装置2为电磁水阀，所述感应装置3为干簧式感应器以及与该干簧式感应器连接的干簧式继电器。该功能模块11包括三条并联设置的串联支路，分别命名为串联支路一、串联支路二和串联支路三。其中，交流接触器13和智能计时器控制开关12与感应装置3的干簧式继电器串联后构成串联支路一；交流接触器控制开关14与加热控制模块开关15并联后与报警装置17串联构成串联支路二；延迟电路控制开关19与电磁水阀串联后构成串联支路三，如图3所示。

并且，智能计时器控制开关12与智能计时器模块6连接，交流接触器控制开关14与交流接触器13连接，加热控制模块开关15与加热模块7连接，延迟电路控制开关19与延迟电路模块10连接。串联支路二中还设置有与报警装置17串联的手动开关A16；串联支路三中还设置有与延迟电路控制开关19串联的手动开关B18。

本实施例的具体工作过程如下：

首先设定智能计时模块6的试验时间与延迟电路模块10中的延迟时间，关闭手动开关A16与手动开关B18，启动本实施例的系统，当高压釜5与热交换器1组成的试验回路正常工作到达试验时间时，智能计时模块6控制智能计时器开关12断开，交流接触器13控制电磁水阀，进而将热交换器1中的冷却水关闭；同时交流接触器13控制交流接触器控制开关14闭合，使报警装置17启动发出警报信号；并且交流接触器13控制加热控制模块9，进而断开高压釜的加热模块7；通过上述过程实现了到达设置试验时间后，系统自动切断高压釜5的加热源并切断热交换器1的冷却水的目的。

当在设定的试验时间范围内，高压釜的加热模块7意外断电时，智能计时模块6记录试验时间，加热模块7通过磁环耦合的感生电流模块8没有电压加载到加热控制模块9和延迟电路模块10，加热控制模块9控制加热控制模块开关15闭合，使报警装置17启动并发出警报信号，同时延迟电路模块10启动，并根据设定的延迟时间，控制延迟电路控制开关19打开，使电磁水阀断开，关闭热交换器1中的冷却水，实现了高压釜5加热源断电时，系统记录断电时间，并发出警报信息的目的。

当在设定的试验时间范围内，热交换器1的冷却水源意外中断，干簧式感应器发送信号给干簧式继电器，促使干簧式继电器断开，交流接触器13控制交流接触器控制开关14闭合，使报警装置17启动发出警报信号；并且交流接触器13控制加热控制模块9，进而断开高压釜的加热模块7，智能计时模块6记录试验时间；通过上述过程，实现了热交换器1的冷却水意外中断时，立即切断高压釜5加热电源供电，记录试验时间，并发出警报信号的目的。

本实施例中，该手动开关A16为手动报警开关，在不需要警报时可以手动断开；手动开关B18为手动关闭热交换器1中冷却水的开关，在不需要冷却水时可手动断开。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。