长期静置水箱实验体及核电厂水质管理实验台架的制作方法

1.本实用新型属于核电技术领域，具体涉及一种长期静置水箱实验体及核电厂水质管理实验台架。


背景技术：

2.核电厂的非能动安全壳热量导出系统和二次侧非能动余热排出系统都是非能动换热系统，共用一个换热水箱，两个系统均用于应对超设计扩展工况，长期处于备用状态，换热水箱在系统备用期间基本处于静置状态。所述换热水箱采用混凝土水池内敷钢覆面，水箱中初始充水为除盐水，且水箱与环境空气通过其与导热水箱之间的水封有局部的接触面，长期静置会导致水箱中出现微生物滋生、空气中盐分溶解和水蒸发可能导致钠离子、氯离子、氟离子、硫酸盐等杂质含量逐渐增加，随着空气中氧、二氧化碳在水中溶解，水质溶氧、溶二氧化碳也可能趋于饱和，由此造成换热水箱中设备和管道结垢腐蚀，进而导致设备换热能力下降或设备损坏。
3.由于长期静置换热水箱的水质管理在核电厂及类似工业生产过程中的应用属于创新性的工艺，国内外核电都没有相关的研究及实验报告。需要对长期静置换热水箱的水质变化状况和管理措施进行实验研究。


技术实现要素：

4.本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种长期静置水箱实验体及核电厂水质管理实验台架，能尽可能模拟核电厂换热水箱长期静置后的水质参数，检验分析长期静置换热水箱的水质变化趋势，为系统与设备的设计提供参考数据。
5.解决本实用新型技术问题所采用的技术方案是提供一种长期静置水箱实验体，包括：实验水箱、u形管模拟体、加药机构，实验水箱用于盛放换热水，u形管模拟体的一端开口与实验水箱连接并联通，u形管模拟体的另外一端开口与外界联通，u形管模拟体用于盛装液体对实验水箱进行液封，加药机构与实验水箱连接，加药机构用于对实验水箱加药进行水质管理和/或者补水。
6.优选的是，所述的长期静置水箱实验体，还包括：
7.第一取样装置，与实验水箱连接，第一取样装置用于对实验水箱进行取样；
8.第二取样装置，与u形管模拟体连接，第二取样装置用于对u形管模拟体取样。
9.优选的是，所述的长期静置水箱实验体，还包括：
10.气体储存装置，与第一取样装置连接，气体储存装置用于在第一取样装置取样前向实验水箱内通入气体，对实验水箱内的液体进行搅拌；
11.气体储存装置还与第二取样装置连接，气体储存装置用于在第二取样装置取样前向u形管模拟体内通入气体，对u形管模拟体内的液体进行搅拌。
12.优选的是，第一取样装置包括：第一取样管、设置于第一取样管上的第一阀门组
件，第一取样管与实验水箱连接，第一阀门组件包括至少一个用于控制第一取样管开闭的第一阀门；
13.第二取样装置包括：第二取样管、设置于第二取样管上的第二阀门组件，第二取样管与u形管模拟体连接，第二阀门组件包括至少一个用于控制第二取样管开闭的第二阀门。
14.优选的是，u形管模拟体包括：连接管组件、u形实验管、孔板，u形实验管为u形结构，u形实验管通过连接管组件与实验水箱连接，u形实验管与外界联通，孔板设置于连接管组件内，孔板用于减缓实验水箱与u形实验管之间进行液体扩散。
15.优选的是，连接管组件包括：第一连接管、第二连接管、法兰，第一连接管与第二连接管通过法兰连接，孔板与法兰连接，孔板设置于第一连接管与第二连接管之间，孔板上的孔设置于连接管组件内。
16.优选的是，所述的长期静置水箱实验体，还包括：防风防雨盖板，防风防雨盖板用于盖设与外界联通的u形实验管的开口，防风防雨盖板盖合与外界联通的u形实验管后，两者之间预留有缝隙。
17.优选的是，加药机构包括：与实验水箱连接的加药管道、用于对加药管道的加药口进行密封的密封组件，加药管道设置于实验水箱外。
18.优选的是，所述的长期静置水箱实验体，还包括：与实验水箱连接的液位测量装置，液位测量装置用于检测实验水箱、u形管模拟体的液位；
19.与实验水箱连接的温度检测装置，温度检测装置用于检测实验水箱、u形管模拟体的温度。
20.本实用新型还提供一种核电厂水质管理实验台架，包括：安装框架、设置于安装框架上的至少一台长期静置水箱实验体，该长期静置水箱实验体为上述的长期静置水箱实验体。
21.本实用新型中的长期静置水箱实验体及核电厂水质管理实验台架有益技术效果在于：
22.(1)通过本实施例中的长期静置水箱实验体，能尽可能模拟核电厂换热水箱长期静置后的水质参数，检验分析长期静置换热水箱的水质变化趋势，为系统与设备的设计提供参考数据，还可以对核电厂的静置换热水箱的管理措施进行实验研究。
23.(2)长期静置长期静置水箱实验体共设两台，相对布置，通过对其中一个实验水箱添加抑制剂后与未加抑制剂实验水箱对比，研究实验水箱内水质的水化学指标和微生物水平变化，从而确定加药方案的有效性，为加药方案提供研究依据。
附图说明
24.图1是本实用新型实施例2中的长期静置水箱实验体的结构示意图；
25.图2是本实用新型实施例2中的u形管模拟体的结构示意图；
26.图3是本实用新型实施例2中的实验水箱的结构示意图。
27.图中：1-水泥台面，2-长期静置水箱实验体，3-实验水箱，4-u形管模拟体，41-u形实验管，42-连接管组件，43-孔板，44-防风防雨盖板，5-安装框架，6-水箱第一道取样阀，7-水箱第二道取样阀，8-u形管模拟体第一道取样阀，9-u形管模拟体第二道取样阀，10-液位测量装置，11-温度计，12-氮气瓶；13-加药管道；14-密封组件。
具体实施方式
28.为使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述。
29.下面详细描述本专利的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。
30.实施例1
31.本实施例提供一种长期静置水箱实验体，包括：实验水箱、u形管模拟体、加药机构，实验水箱用于盛放换热水，u形管模拟体的一端开口与实验水箱连接并联通，u形管模拟体的另外一端开口与外界联通，u形管模拟体用于盛装液体对实验水箱进行液封，加药机构与实验水箱连接，加药机构用于对实验水箱加药进行水质管理和/或者补水。
32.本实用新型还提供一种核电厂水质管理实验台架，包括：安装框架、设置于安装框架上的至少一台长期静置水箱实验体，该长期静置水箱实验体为上述的长期静置水箱实验体。
33.本实用新型中的长期静置水箱实验体及核电厂水质管理实验台架有益技术效果在于：
34.(1)通过本实施例中的长期静置水箱实验体，能尽可能模拟核电厂换热水箱长期静置后的水质参数，检验分析长期静置换热水箱的水质变化趋势，为系统与设备的设计提供参考数据，还可以对核电厂的静置换热水箱的管理措施进行实验研究。
35.(2)长期静置长期静置水箱实验体共设两台，相对布置，通过对其中一个实验水箱添加抑制剂后与未加抑制剂实验水箱对比，研究实验水箱内水质的水化学指标和微生物水平变化，从而确定加药方案的有效性，为加药方案提供研究依据。
36.实施例2
37.如图1～3所示，本实施例提供一种长期静置水箱实验体2，包括：实验水箱3、u形管模拟体4、加药机构，实验水箱3用于盛放换热水，u形管模拟体4的一端开口与实验水箱3连接并联通，u形管模拟体4的另外一端开口与外界联通，u形管模拟体4用于盛装液体对实验水箱3进行液封，加药机构与实验水箱3连接，加药机构用于对实验水箱3加药进行水质管理和/或者补水。
38.具体的，本实施例中的实验水箱3为不锈钢实验水箱3，不锈钢实验水箱3表面需清除油污做酸洗钝化处理。u形管模拟体4能够尽可能模拟和体现实际工程设计。
39.优选的是，所述的长期静置水箱实验体2，还包括：
40.第一取样装置，与实验水箱3连接，第一取样装置用于对实验水箱3进行取样；
41.第二取样装置，与u形管模拟体4连接，第二取样装置用于对u形管模拟体4取样。
42.优选的是，所述的长期静置水箱实验体2，还包括：
43.气体储存装置，与第一取样装置连接，气体储存装置用于在第一取样装置取样前向实验水箱3内通入气体，对实验水箱3内的液体进行搅拌；
44.气体储存装置还与第二取样装置连接，气体储存装置用于在第二取样装置取样前向u形管模拟体4内通入气体，对u形管模拟体4内的液体进行搅拌。具体的，本实施例中的气体储存装置为氮气瓶12。
45.通过气体储存装置进行取样前进行充气搅拌用，使得水质均匀，保证取样的样品具有代表性。
46.优选的是，第一取样装置包括：第一取样管、设置于第一取样管上的第一阀门组件，第一取样管与实验水箱3连接，第一阀门组件包括至少一个用于控制第一取样管开闭的第一阀门；
47.第二取样装置包括：第二取样管、设置于第二取样管上的第二阀门组件，第二取样管与u形管模拟体4连接，第二阀门组件包括至少一个用于控制第二取样管开闭的第二阀门。
48.具体的，本实施例中的第一阀门组件包括两个第一阀门，分别为水箱第一道取样阀6、水箱第二道取样阀7，水箱第一道取样阀6比水箱第二道取样阀7更靠近实验水箱3。
49.具体的，本实施例中的第二阀门组件包括两个第二阀门，分别为u形管模拟体第一道取样阀8、u形管模拟体第二道取样阀9，u形管模拟体第一道取样阀8比u形管模拟体第二道取样阀9更靠近u形管模拟体4。
50.氮气瓶12分别与水箱第一道取样阀6、u形管模拟体第一道取样阀8连接。
51.如图2所示，优选的是，u形管模拟体4包括：连接管组件42、u形实验管41、孔板43，u形实验管41为u形结构，u形实验管41通过连接管组件42与实验水箱3连接，u形实验管41与外界联通，孔板43设置于连接管组件42内，孔板43用于减缓实验水箱3与u形实验管41之间进行液体扩散。u形实验管41为一个管口开放的管体。
52.u形实验管41材料和规格与实际工程设计相同，连接管组件42规格按照实验水箱3相同的缩小比例设置，孔板43上设置联通孔的数量和规格与实际工程设计相同，本实施例中，孔板上设置有3个联通孔。
53.优选的是，连接管组件42包括：第一连接管、第二连接管、法兰，第一连接管与第二连接管通过法兰连接，孔板43与法兰连接，孔板43设置于第一连接管与第二连接管之间，孔板43上的孔设置于连接管组件42内。
54.优选的是，所述的长期静置水箱实验体2，还包括：防风防雨盖板44，防风防雨盖板44用于盖设与外界联通的u形实验管41的开口，防风防雨盖板44盖合与外界联通的u形实验管41后，两者之间预留有缝隙。
55.具体的，本实施例中的防风防雨盖板44外还罩设有防护丝网。
56.防风防雨盖板44与u形实验管41的径向间隙为50mm、轴向间隙为50mm。防风防雨盖板44及u形实验管41外罩防护丝网以减少飞虫、杂物等影响；所述u形实验管41还通过第二取样管与两道第二取样阀相连，供取样检测用。
57.优选的是，加药机构包括：与实验水箱3连接的加药管道13、用于对加药管道13的加药口进行密封的密封组件，加药管道13设置于实验水箱3外。
58.具体的，本实施例中的密封组件包括：密封盖板和密封硅胶垫片，密封硅胶垫片盖设于加药管道13的加药口上，密封盖板盖设于密封硅胶垫片上，加药管道13用于防止雨水灌入实验水箱3，且加药管道13与实验水箱3设置有预设的坡度。
59.需要加药时，打开密封盖板和密封硅胶垫片，操作完毕首先覆盖密封硅胶垫片，扣回密封盖板，锁好搭扣。
60.优选的是，所述的长期静置水箱实验体2，还包括：与实验水箱3连接的液位测量装
置10，液位测量装置10用于检测实验水箱3、u形管模拟体4的液位；
61.与实验水箱3连接的温度检测装置，温度检测装置用于检测实验水箱3、u形管模拟体4的温度。
62.具体的，本实施例中的温度检测装置为温度计11，液位测量装置10为磁翻板流量计。
63.本实用新型还提供一种核电厂水质管理实验台架，包括：安装框架5、设置于安装框架5上的至少一台长期静置水箱实验体2，该长期静置水箱实验体2为上述的长期静置水箱实验体2。该核电厂水质管理实验台架用于模拟核电厂换热水箱长期静置后的水质参数。
64.具体的，本实施例中的实验水箱3采用和研究对象相同牌号的不锈钢，所述实验水箱3通过螺栓固定在安装框架5上，实验水箱3用镀锌槽钢制作。
65.具体的，本实施例中的安装框架5通过螺栓固定在水泥台面1上。两台核电厂水质管理实验台架相对布置，场地周围四面设置护栏。用两台实验水箱3采用不锈钢，其中一台实验水箱3进行加药实验，另一台实验水箱不加药，作为对照组。
66.不锈钢实验水箱3与u形管模拟体4相连。均采用与研究对象相同材质。
67.实验水箱3在加药管道13的加药口处密封，u形管模拟体4上端部开口，规格采用与工程设计相同的设计参数，其上覆盖防风防雨盖板44，防风防雨盖板44与u形实验管41的径向和轴向均设置间隙以保证u形管模拟体4开敞。不锈钢实验水箱3和u形实验管41之间用不锈钢连接组件联通并安装孔板43。这样的设置以保证u形管模拟体4与空气接触的部分，接触面积与工程设计接近，其他部分与长期静置水箱实验体2相匹配。这样的设置尽可能的模拟和体现外部环境对水质的影响。
68.本实用新型中的长期静置水箱实验体2及核电厂水质管理实验台架有益技术效果在于：
69.(1)通过本实施例中的长期静置水箱实验体2，能尽可能模拟核电厂换热水箱长期静置后的水质参数，检验分析长期静置换热水箱的水质变化趋势，为系统与设备的设计提供参考数据，还可以对核电厂的静置换热水箱的管理措施进行实验研究。
70.(2)长期静置长期静置水箱实验体2共设两台，相对布置，通过对其中一个实验水箱3添加抑制剂后与未加抑制剂实验水箱3对比，研究实验水箱3内水质的水化学指标和微生物水平变化，从而确定加药方案的有效性，为加药方案提供研究依据。
71.可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。