一種高溫高壓循環(huán)水系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高溫高壓循環(huán)水系統，該系統為研究核電站循環(huán)水環(huán)境中腐蝕行為提供了平臺。
[0002]背景領域
[0003]核電運行過程中，面臨復雜的、極端的環(huán)境腐蝕問題，而這對材料提出了極高的要求。為了延長現役核電站的使用壽命以及滿足未來核電站建設的需要，從安全性和經濟性兩個角度出發(fā)，對核電站材料在高溫高壓循環(huán)水的環(huán)境損傷行為進行研究至關重要。而核電站的環(huán)境損傷很大一部分源自于與應力有關的腐蝕開裂，因此，在實驗室模擬核電站高溫高壓循環(huán)水工況下的有應力存在的環(huán)境損傷行為顯得極為重要。
[0004]目前國內外許多研究小組已經建立適用于自己的高溫高壓循環(huán)水系統，并取得一系列重要成果。但是，對于系統的設計仍需改進，目前的設計結構不夠優(yōu)化，功能回路未做區(qū)分對待，因此非常有必要設計一套新的高溫高壓循環(huán)水系統。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種新的高溫高壓循環(huán)水系統的設計，該設計具體細化了每一部分回路的作用，當具體的一個回路發(fā)生問題時，能夠快速的發(fā)現問題，而且不會影響其他回路工作。這種設計具有結構清晰，各部分作用明確的優(yōu)點。
[0006]本發(fā)明的技術方案如下:
[0007]一種高溫高壓循環(huán)水系統，包括不銹鋼儲水罐、常規(guī)泵、測氧計、電導計、常壓過濾器1、常壓過濾器I1、常壓過濾器II1、核級混床樹脂、高壓泵、穩(wěn)壓器、熱交換器、預熱器、高壓釜、加載機和冷卻器，具體如下:
[0008]不銹鋼儲水罐上設有三個進氣管，分別用于向儲水罐內的水中通入氧氣、氮氣和氫氣，在每個進氣管的入水端連接微米級氣體分散器；所述不銹鋼儲水罐上設有進水口和兩個回水口，兩個回水口分別用于連接旁路回水管和高壓釜回路回水管；
[0009]不銹鋼儲水罐底部通過管路連接常規(guī)泵，不銹鋼儲水罐與常規(guī)泵連接的管路上設有球閥VI，并在儲水罐與球閥Vl之間的管路上接出一支路作為排水管路，排水管路上設有球閥V2，當儲水罐需要排水時，關閉球閥VI，打開球閥V2即可；不銹鋼儲水罐出來的水，由常規(guī)泵提供循環(huán)水動力，分別進入旁路和高壓釜回路；
[0010]所述旁路先經過單向閥，再分成三路，分別為檢測分路、離子交換分路和設有閥門的一個分路，最后三路匯合經旁路回水管流回儲水罐，旁路回水管上設有流量計；
[0011]所述高壓釜回路，首先分成兩路，其中一路依次設有閥門V8、常壓過濾器和閥門V19，另一路上設有閥門V9，然后兩路合并成一路后連接高壓泵；所述高壓泵依次連接穩(wěn)壓器、壓力傳感器、單向閥和壓力顯示表，然后與熱交換器相連；
[0012]不銹鋼儲水罐進入高壓釜回路中的水經高壓泵后，首先在熱交換器中利用從高壓釜流回的熱水對循環(huán)水進行熱交換，然后進入預熱器，進行大功率加熱，然后熱水通過進水管道進入高壓釜，高壓釜內熱水通過出水管道連接熱交換器，高壓釜通過連接裝置與加載機相連接。
[0013]從高壓釜出來的高溫水經過熱交換器后，進入冷卻器，所述冷卻器通過管道依次連接熱電偶和壓力表后分為兩路，其中一路上設有閥門V15、高壓過濾器和閥門V16，另一路上設有閥門V17，兩路匯合后連接背壓閥II ;所述熱電偶和壓力表之間的管路上接有泄壓管路，泄壓管路上設有高壓安全閥。
[0014]所述背壓閥II通過管道連接流量計后分成兩路，其中一路連接常壓過濾器，另一路連接閥門V18，兩路匯合后通過高壓釜回路回水管接入儲水罐，完成循環(huán)。
[0015]所述不銹鋼儲水罐上通過管道連接排氣裝置，連接儲水罐和排氣裝置的管道上設有背壓閥I，可以根據需要調節(jié)儲水罐內的壓力，連接儲水罐和排氣裝置的管道上還設單向閥，可以防止排氣裝置中的水逆流。
[0016]所述不銹鋼儲水罐通過管道連有低壓安全閥，該管道的一端與儲水罐內氣體空間連通，該管道的另一端與大氣連通，該管道上在儲水罐與低壓安全閥之間設有壓力顯示表；該管道上在儲水罐與壓力顯示表之間的一段管路上連接一支路，支路上設有閥門V4，加水時作為快速排氣通道。
[0017]所述不銹鋼儲水罐上用于通入氮氣的進氣管上裝有電磁閥I，用于通入氫氣的進氣管上裝有單向閥I和電磁閥II，用于通入氧氣的進氣管上裝有電磁閥III。
[0018]所述不銹鋼儲水罐上的進氣管與微米級氣體分散器的連接方式為:每個進氣管其入水端各裝有一個三通，每個三通上連接兩個微米級氣體分散器。所述不銹鋼儲水罐上通過管道連接不銹鋼漏斗，作為儲水罐的進水口，在儲水罐與不銹鋼漏斗連接的管道上設有球閥V3。
[0019]所述旁路的檢測分路上從靠近單向閥端依次設有閥門V7、測氧計和電導計，可實時檢測回路溶解氧和電導率。所述旁路的離子交換分路上從靠近單向閥端依次設有閥門V6、常壓過濾器和核級混床樹脂。
[0020]所述不銹鋼儲水罐進入高壓釜回路中的水通過進水管道進入高壓釜，所述進水管道上設熱電偶和閥門VII，高壓釜內設有熱電偶；高壓釜內熱水通過出水管道連接熱交換器，出水管道上設有閥門V1 ;所述進水管道和出水管道之間通過一段管道實現連通，該管道上設有高溫高壓閥門V14 ;所述進水管道和出水管道上各連接一排水支路，其上分別設有閥門V12和V13。
[0021]所述高壓釜外套有加熱裝置，用于對高壓釜的加熱和保溫。
[0022]本發(fā)明原理如下:
[0023]1、本發(fā)明高壓釜回路的溫度控制部分包括熱交換器、預熱器、高壓釜、冷卻器。首先在熱交換器中利用從高壓釜流回的熱水對循環(huán)水進行熱交換，即能使高溫水冷卻，又可使低溫水升溫。然后進入預熱器，進行大功率加熱。熱水進入高壓釜，高壓釜外套有加熱裝置，可以加熱和保溫。高溫水經過熱交換器后，進入冷卻器，由常溫水進行冷卻，使其降至常溫。
[0024]2、本發(fā)明高溫高壓循環(huán)水系統，具有自動控制功能，通過插在預熱器和高壓釜內的熱電偶，可將溫度信號傳送至可編程溫度控制器。在可編程溫度控制器中設定好目標溫度后，其會自動調節(jié)預熱器和高壓釜功率大少，最終達到目標溫度。
[0025]3、本發(fā)明設有壓力傳感器，可以將壓力信號顯示出來，并通過數據采集模塊，在電腦上實時顯示，并記錄。
[0026]4、本發(fā)明設有壓力、溫度報警系統。所述的壓力報警系統，是由壓力傳感器檢測高壓回路壓力，在超過設定壓力時會壓力報警，并且自動停止高壓泵工作。所述的溫度報警系統，包括預熱器和高壓釜兩個相互獨立的控制單元。在設定目標溫度的同時，設定溫度的報警上限，達到目標溫度后設定溫度的報警下限。當預熱器或高壓釜溫度超過報警上限或低于報警下限時，溫度報警。并且超溫報警時會自動停止加熱。另外設有冷卻后常溫水報警，如果冷卻不充分，回路水溫升至報警溫度，則溫度報警。
[0027]5、本發(fā)明帶有溶解氧、電導率信息顯示表頭，并且可通過數據采集模塊，將溶解氧、電導率信息在電腦上實時顯示，并記錄。
[0028]本發(fā)明的有益效果是:
[0029]1、本發(fā)明系統細化了每部分回路功能，整個系統結構清晰。
[0030]2、本發(fā)明系統能夠精確控制回路系統水化學參數，可完成高溫高壓浸泡實驗，還可進行高溫高壓循環(huán)水條件下應力腐蝕試驗和疲勞試驗。通過在線測量儀器的使用，可以檢測溫度、壓力、流量、溶解氧等水化學工況，并可穩(wěn)定控制相關參數。
[0031]3、本發(fā)明系統所設報警系統，可有效控制整個系統