一种验证充气式围堰密封性能的试验装置及方法与流程

1.本发明属于核电站维修领域，具体涉及一种验证充气式围堰密封性能的试验装置及方法。


背景技术：

2.压水堆核电站换料水池充气式围堰的密封边界由密封气囊和组合式挡水板间密封条共同构成，在换料水池不锈钢覆面上形成有效隔离。充气式围堰组合式挡水板之间配备机械挤压式双p非能动橡胶密封条，设计有安装密封条的专用压板，密封条嵌于压板底部，通过铰链和合页紧固连接进行密封。充气式围堰与换料水池不锈钢覆面接触的框架处设有凹槽，密封气囊安装固定于凹槽内。充气式围堰总长度小于换料水池不锈钢覆面最小跨距，间隙由密封气囊在气压作用下膨胀变形，与换料水池不锈钢覆面工作面形成挤压后实现有效补偿，包括不锈钢覆面的波浪凹凸面、贯穿焊缝和过渡圆角等，从而形成可靠密封。
3.为了确保充气式围堰实现换料水池不锈钢覆面密封隔离的功能，密封气囊和组合式挡水板间密封条共同构成的密封结构是关键要素，在技术上需要提供一套验证充气式围堰密封性能的试验装置及方法，通过模拟充气式围堰的现场使用工况条件，以便于对密封结构以及密封性能进行验证和优化。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种验证充气式围堰密封性能的试验装置及方法，能够满足压水堆核电站换料水池充气式围堰的现场工作条件，对充气式围堰进行密封性试验，以便于对密封结构以及密封性能进行验证和优化。
5.本发明的技术方案如下：一种验证充气式围堰密封性能的试验装置，它包括支撑台架、密封闸板、卡位板及调压机构，支撑台架包括若干不锈钢覆层，不锈钢覆层分为底面钢覆层、钢覆层过渡段及立面钢覆层，钢覆层过渡段前后两端分别与立面钢覆层和底面钢覆层焊接连接。
6.所述的支撑台架整体为u型框架结构，长度与换料水池的跨距相同，为整个试验装置模拟换料水池不锈钢覆面。
7.所述的支撑台架的一侧设置有密封闸板，两端通过螺栓固定连接在不锈钢覆层上。
8.所述的密封闸板为长方形板状结构，整体长度与支撑台架相匹配。
9.所述的密封闸板外周设置有密封压条，密封压条通过角钢压紧，用于补偿密封闸板与支撑台架接缝处的间隙。
10.所述的密封闸板的两个侧面设置有两个板状结构的卡位板，卡位板与密封闸板焊接连接，卡位板中部设置有u型卡槽。
11.所述的调压机构设置在充气式围堰与密封闸板之间，用于在试验时调节充气式围
堰密封气囊的密封比压。
12.所述的调压机构包括手轮、丝杠、下压件、卡销压板及底座，调压机构通过底座，支撑在支撑台架上。
13.所述的下压件头部设置有与充气式围堰尺寸相适配的凹槽结构，用于套接在充气式围堰上端，手轮通过键和螺母固定在丝杠的顶端，用于驱动丝杠转动，丝杠能够将手轮的水平方向转动转换为下压件的上下运动。
14.一种验证充气式围堰密封性能的试验方法，包括以下步骤：
15.(1)完成气密性试验：充气式围堰密封气囊连接进气管线及压力表，在缓慢充入一定压力的压缩空气后，保压十分钟，再将密封气囊全部浸没于水中，检查密封气囊的气密性；
16.(2)完成调压机构的组装，将手轮、丝杠、下压件、限位螺母、丝杠螺母、卡销压板及底座组装成一个完整的调压机构；
17.(3)将密封闸板、充气式围堰及调压机构安装在支撑台架上，使得密封闸板、支撑台架与充气式围堰共同形成一个密封可靠的封闭空间；
18.(4)完成临界密封试验，确定临界密封压力值和正常工作压力值：向充气式围堰密封气囊缓慢充入一定压力的压缩空气，向封闭空间分步充入0.3至0.5米水位，观察充气式围堰的密封情况，若无任何渗漏现象，下降初始气压值的10％，继续观察。依次类推，直至充气式围堰出现渗漏，以最后一次试验的气压值为相应水位下的临界密封压力值，按照1.2倍的安全裕量计算出相应水位的正常工作压力值；
19.(5)完成长效密封试验：充气式围堰在0.3至0.5米水位和正常工作压力下，保压二十四小时，检查充气式围堰的长效密封性；
20.(6)完成高压强度试验：分步向充气式围堰密封气囊缓慢充入正常工作压力值的2至4倍的压缩空气，封闭空间内充入0.3至0.5米水位，检查充气式围堰的密封情况，保压两小时，检查密封气囊和充气式围堰本体在高气压工况下的结构完整性。
21.本发明的有益效果在于：
22.(1)试验装置提供了模拟换料水池不锈钢覆面的台架，满足换料水池充气式围堰的现场工作条件。
23.(2)通过操作调压机构，在密封性试验时可以调节充气式围堰配套密封气囊的密封比压。
24.(3)试验方法可以确定充气式围堰配套密封气囊的临界密封压力值。
25.(4)试验方法可以同时验证充气式围堰配套的密封气囊和组合式挡水板间密封条的密封性能。
26.(5)试验装置结构简单，加工方便，实用性较强。
附图说明
27.图1为本发明所提供的一种验证充气式围堰密封性能的试验装置总体示意图；
28.图2为本发明所提供的一种验证充气式围堰密封性能的试验装置的密封闸板和卡位板左视图；
29.图3为本发明所提供的一种验证充气式围堰密封性能的试验装置的调压机构结构
示意图。
30.图中，1充气式围堰，2支撑台架，3密封闸板，4调压机构，5底面钢覆层，6钢覆层过渡段，7立面钢覆层，8卡位板，9密封压条，10手轮，11丝杠，12下压件，13限位螺母，14丝杠螺母，15卡销压板，16底座。
具体实施方式
31.下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。
32.本发明采用一个u型框架作为台架，两侧为开放式结构，用于模拟换料水池不锈钢覆面。开放式结构的一侧设置一个闸板，闸板外周设置有密封压条，闸板两侧设置有带u型卡槽的板状结构。闸板、台架与充气式围堰共同形成一个密封可靠的封闭空间。采用一套调节机构设置在闸板与充气式围堰之间，调节机构设置有凹槽结构，凹槽结构套接在充气式围堰上端，调节机构还设置有凸轴结构，凸轴结构与u型卡槽连接为一体。
33.进行密封性能试验时，将充气式围堰安装在台架上，当充气密封气囊充入一定压缩空气膨胀变形后，操作调节机构使充气密封气囊与台架工作面产生密封比压，即可对闸板、台架与充气式围堰形成的封闭空间进行充水，以验证充气式围堰的密封性能。
34.具体的，如图1所示，本实施例提供了一种验证充气式围堰密封性能的试验装置，包括支撑台架2、密封闸板3、卡位板8及调压机构4等。
35.其中，支撑台架2整体为u型框架结构，如图1所示，长度与换料水池的跨距相同，为整个试验装置模拟换料水池不锈钢覆面。支撑台架2本体由若干不锈钢覆层组成，不锈钢覆层分为底面钢覆层5、钢覆层过渡段6及立面钢覆层7。底面钢覆层5用于模拟换料水池不锈钢覆面的贯穿焊缝。钢覆层过渡段6前后两端分别与立面钢覆层7和底面钢覆层5焊接连接，用于补偿两者之间的安装间隙，并模拟换料水池不锈钢覆面的过渡圆角。立面钢覆层7设有安装孔，用于固定连接密封闸板3。
36.密封闸板3设置在支撑台架2的一侧，两端通过螺栓固定连接在不锈钢覆层上。如图2所示，密封闸板3为长方形板状结构，整体长度与支撑台架2相匹配。密封闸板3外周设置有密封压条9，密封压条9通过角钢压紧，用于补偿密封闸板3与支撑台架2接缝处的间隙。
37.如图2所示，密封闸板3的两个侧面设置有两个板状结构的卡位板8，卡位板8与密封闸板3焊接连接。卡位板中部设置有u型卡槽，用于固定连接调压机构4的卡销压板15，在试验时对调压机构4起到支撑作用。
38.调压机构4设置在充气式围堰1与密封闸板3之间，用于在试验时调节充气式围堰1密封气囊的密封比压。调压机构4的结构如图3所示，包括手轮10、丝杠11、下压件12、卡销压板15及底座16。调压机构4通过底座16，支撑在支撑台架2上。
39.下压件12头部设置有与充气式围堰1尺寸相适配的凹槽结构，用于套接在充气式围堰1上端。手轮10通过键和螺母固定在丝杠11的顶端，用于驱动丝杠11转动，丝杠11能够将手轮10的水平方向转动转换为下压件12的上下运动。在使用时，当充气式围堰1配套的密封气囊充入一定压缩空气膨胀变形时，通过人力摇动手轮10带动丝杠11转动，进而带动下压件12向下压紧在充气式围堰1上端，实现密封气囊与支撑台架2的工作面形成一定密封比压，并根据试验需要进行调节。卡销压板15设置有与卡位板8的u型卡槽尺寸相适配的凸轴结构，凸轴结构与卡位板8通过螺栓连接为一体，从而实现对调压机构4的支撑。
40.调压机构4还包括限位螺母13和丝杠螺母14，限位螺母13和丝杠螺母14均为圆环形状。限位螺母13共有两个，分别设置在下压件12的上端和下端，用于下压件12的限位和固定；丝杠螺母14通过螺纹连接在丝杠11的中下部，沿圆环周向均匀布置有四个安装孔，用于固定卡销压板15。
41.支撑台架2、密封闸板3、卡位板8和调压机构4的手轮10、丝杠11、下压件12、限位螺母13、丝杠螺母14及卡销压板15均采用不锈钢材料制成；底座16采用尼龙材料制成。
42.本实施例的试验装置提供了模拟换料水池不锈钢覆面的台架，满足换料水池充气式围堰1现场工作条件。通过操作调压机构4，在密封性试验时可以调节充气式围堰1配套密封气囊的密封比压。试验方法可以确定充气式围堰1配套密封气囊的临界密封压力值，可同时验证充气式围堰1配套的密封气囊和组合式挡水板间密封条的密封性能。同时，试验装置结构简单，加工方便，实用性较强。
43.本实施例的一种验证充气式围堰密封性能的试验方法，包括以下步骤：
44.(1)完成气密性试验：充气式围堰1密封气囊连接进气管线及压力表，在缓慢充入一定压力的压缩空气后，保压十分钟。再将密封气囊全部浸没于水中，检查密封气囊的气密性。
45.(2)完成调压机构4的组装。即将手轮10、丝杠11、下压件12、限位螺母13、丝杠螺母14、卡销压板15及底座16组装成一个完整的调压机构4。
46.(3)将密封闸板3、充气式围堰1及调压机构4安装在支撑台架2上，使得密封闸板3、支撑台架2与充气式围堰1共同形成一个密封可靠的封闭空间。
47.(4)完成临界密封试验，确定临界密封压力值和正常工作压力值：向充气式围堰1密封气囊缓慢充入一定压力的压缩空气，向封闭空间分步充入0.3至0.5米水位，观察充气式围堰1的密封情况。若无任何渗漏现象，下降初始气压值的10％，继续观察。依次类推，直至充气式围堰1出现渗漏。以最后一次试验的气压值为相应水位下的临界密封压力值，按照1.2倍的安全裕量计算出相应水位的正常工作压力值。
48.(5)完成长效密封试验：充气式围堰1在0.3至0.5米水位和正常工作压力下，保压二十四小时，检查充气式围堰1的长效密封性。
49.(6)完成高压强度试验：分步向充气式围堰1密封气囊缓慢充入正常工作压力值的2至4倍的压缩空气，封闭空间内充入0.3至0.5米水位，检查充气式围堰1的密封情况，保压两小时，检查密封气囊和充气式围堰1本体在高气压工况下的结构完整性。
50.本发明已经通过上述实施例进行了说明，但上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外，本发明并不局限于上述实施例，根据本发明的引导还可以做出更多的变化，这些变化均落在本发明所要求保护的范围以内。