CN111014177B - 一种密封段泄漏探头腔室吹扫装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种密封段泄漏探头腔室吹扫装置及系统，该密封段泄漏探头腔室吹扫装置包括用于产生正压气体以及负压的主机、吹吸枪以及连接主机与吹吸枪的正压管路和负压管路；吹吸枪的枪头配合连接在密封段泄漏探头所在的圆孔处，与密封段泄漏探头腔室密封连接，主机通过枪头的吹吸完成在密封段泄漏探头腔室密内的气体循环，将密封段泄漏探头腔室内的水分和/或杂质带出。通过实施本发明，相比原有的清洁工艺，该装置在清洁效果和安全防护方面有了明显提升。

Description

一种密封段泄漏探头腔室吹扫装置及系统

技术领域

本发明涉及核电站仪控维修领域，尤其涉及一种密封段泄漏探头腔室吹扫装置及系统。

背景技术

RIC泄漏探头腔室内固定着灵敏的RIC泄漏探头，此探头用于测量一回路边界的完整性，因此探头和腔室清洁成为每次大修的技术关键点，但由于泄漏探头腔室结构独特且空间极其狭小，存在死区，因此现有的清洁方式无法做到百分之百全覆盖，这就有了潜在的误发报警的风险，从而干扰到运行人员对一回路完整性的判断。为了更好的完成大修泄漏探头腔室内部的干燥、清洁工作，在仪表侧降低泄漏探头误报警的概率，进而减少由误报警引起的状态后撤及人员带功率进岛，需进一步优化清洁工艺。

目前，各基地大修中进行RIC密封段腔室清洁工作时只能依靠手持抹布去污，以及用热风枪干燥腔室的方法。但这存在以下几项缺点：(1)由于密封段腔室空间结构特殊，存在死区，易残留积水及粉尘，现有方法无法实现彻底清洁；(2)热风枪温度不可调节，无法对腔室内的水汽进行有效干燥清洁，且极易将密封组件内部的“O”型密封环烧焦；(3)每台机组共50个密封段腔室，现有的手动清洁方法效率低下；(4)密封段腔室内存有放射性水及粉尘，现有方法清洁时无法实现密封隔离，极易造成工作人员表面沾污。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的缺陷，提供一种密封段泄漏探头腔室吹扫装置及系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种密封段泄漏探头腔室吹扫装置，包括用于产生正压气体以及负压的主机、吹吸枪以及连接所述主机与所述吹吸枪的正压管路和负压管路；

所述吹吸枪的枪头配合连接在所述密封段泄漏探头所在的圆孔处，与所述密封段泄漏探头腔室密封连接，所述主机通过所述枪头的吹吸完成在所述密封段泄漏探头腔室密内的气体循环，将所述密封段泄漏探头腔室内的水分和/或杂质带出。

优选地，在本发明所述的密封段泄漏探头腔室吹扫装置中，所述主机包括壳体、正压装置以及负压装置；

所述正压装置包括正压气源；

所述负压装置包括负压发生器、用于控制负压压力的负压控制器、用于对吸出来的气体进行过滤的负压过滤器。

优选地，在本发明所述的密封段泄漏探头腔室吹扫装置中，所述正压气源为外接压缩气源，所述正压装置还包括气源接口以及用于调节正压气体压力的正压调节器。

优选地，在本发明所述的密封段泄漏探头腔室吹扫装置中，所述负压发生器的前端和后端均设置有所述负压过滤器；

负压过滤器为筒式过滤器，包括用于过滤粉尘的第一过滤层和用于过滤水分和有味气体的第二过滤层。

优选地，在本发明所述的密封段泄漏探头腔室吹扫装置中，还包括用于对吸出来的气体进行温湿度监测的温湿度探测器以及进行粉尘颗粒度监测的粉尘探测器。

优选地，在本发明所述的密封段泄漏探头腔室吹扫装置中，所述枪头包括与所述正压管路连接的喷头以及与所述负压管路连接的吸嘴；

其中，所述喷头喷出正压气体并抵达所述密封段泄漏探头腔室角落，经所述密封段泄漏探头腔室循环后，被所述吸嘴吸出。

优选地，在本发明所述的密封段泄漏探头腔室吹扫装置中，所述喷头处设置有分流部，用于将所述正压气体向所述密封段泄漏探头腔室的角落方向喷出。

优选地，在本发明所述的密封段泄漏探头腔室吹扫装置中，所述枪头还包括与所述圆孔外部平面相匹配的密封垫片。

优选地，在本发明所述的密封段泄漏探头腔室吹扫装置中，所述吹吸枪还包括用于控制所述喷头和所述吸嘴同时工作的吹吸启动按钮。

本发明还构造了一种密封段泄漏探头腔室吹扫系统，包括：上述任一项所述的密封段泄漏探头腔室吹扫装置以及与之连接的控制系统。

通过实施本发明，具有以下有益效果：

本发明的密封段泄漏探头腔室吹扫装置通过枪头配合连接在密封段泄漏探头所在的圆孔处，与密封段泄漏探头腔室密封连接，采取正压吹、负压吸同时进行的方式，在密封段泄漏探头腔室内完成气体循环，对密封段泄漏腔室内的所有空间进行彻底吹扫，将密封段泄漏探头腔室内的水分和/或杂质带出，相比原有的清洁工艺，该装置在清洁效果和安全防护方面有了明显提升。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明密封段泄漏探头腔室的结构示意图；

图2是本发明密封段泄漏探头腔室吹扫装置的模块示意图；

图3是本发明正压装置的模块示意图；

图4是本发明负压装置的模块示意图；

图5是本发明正压过滤器和负压过滤器的剖面结构示意图；

图6是本发明吹吸枪插装在密封段泄漏探头腔室的剖面结构示意图；

图7是本发明吹吸枪插装在具有指套管的密封段泄漏探头腔室的剖面结构示意图；

图8是本发明设置有分流部的吹吸枪插装在具有指套管的密封段泄漏探头腔室的剖面结构示意图；

图9是本发明设置有分流部的吹吸枪的剖面结构示意图；

图10是本发明吹吸枪应用于指套管端部凹槽清洁的剖面结构示意图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

近年来，RIC密封段泄漏报警频发，密封段泄漏探头报警的出现无一不对机组状态的保持或上升造成影响。因此，如何预防密封段泄漏报警的产生对现有技术提出了极大的挑战，这就要求对腔室及探头做到更彻底的清洁，在密封段不出现真实泄漏的情况下保障不会出现误报警，在出现泄漏或渗漏的情况下，保障处理之后无水分或杂质遗留。

本发明所述的密封段泄漏探头腔室吹扫装置，将其应用于RIC设备的大修工作中，可促进泄漏探头腔室清洁的有效化、安全化、便捷化，降低一回路泄漏误报警概率，节省腔室清洁工作时间，规避辐射防护风险。

图1示出了密封段泄漏探头腔室的结构，其包括密封段泄漏探头腔室10和密封段泄漏探头20，密封段泄漏探头20插装在密封段泄漏探头腔室10的圆孔处，现场安装的密封段组件内会插有一根不锈钢管，也叫作指套管(未图示)。通过对泄漏探头腔室结构的分析可以看出，用现有的清洁工艺，也就是物理接触方式难以达到密封段泄漏探头腔室10四周的内壁面，并且在插有指套管的情况下，该区域体积极小，但为了无死角地进行清洁，全面消除干扰，需要使用非物理接触的方式进行清洁。因此本装置设计了使用负压与正压匹配来完成在密封段泄漏探头腔室内的气体循环，原理就是采用一定压力的高速正压气体把密封段泄漏探头腔室内水或者杂质打散，然后直接用真空泵提供负压把这些气体连同打散的杂质抽吸过来，使其能够将狭长腔室内的水分及杂质带出。

本发明构造了一种密封段泄漏探头腔室吹扫装置，包括用于产生正压气体以及负压的主机1、吹吸枪4以及连接主机1与吹吸枪4的正压管路2和负压管路3。

吹吸枪4的枪头42配合连接在密封段泄漏探头所在的圆孔处，与密封段泄漏探头腔室密封连接，主机1通过枪头42的吹吸完成在密封段泄漏探头腔室密内的气体循环，将密封段泄漏探头腔室内的水分和/或杂质带出。

如图2所示，主机1包括壳体11、以及安装在壳体11上的正压装置12、负压装置13和220V的电源。其中，正负压流量要一致，保证循环。

正压装置12包括正压气源121。正压的产生有多种形式，包括内接压缩气源和外接压缩气源，内接压缩气源包括小型空气压缩机和压缩气瓶，外接压缩气源包括外接公共压缩气体。如下表1所示，对这三种形式进行比较：

表1

通过对以上三种形式进行比较，在场地有压缩气源的情况下，使用外接压缩气源，可有效地降低装置的体积及重量，且能保证有足够的正压对腔室进行吹扫。

而在本实施例中，如图3所示，正压气源121为外接压缩气源，正压装置12还包括用于连接外接压缩气源的气源接口122以及用于调节正压气体压力的正压调节器123。且优选地，该外接压缩气源为SAT气源，SAT气源的压缩气体是经过过滤干燥的，正压气源121可直接通过气源接口122连接正压管路2，通过正压管路2输送到吹吸枪4，然后通过枪头42的吹吸完成在密封段泄漏探头腔室密内的气体循环，将密封段泄漏探头腔室内的水分和/或杂质带出。

对于正压调节器123的正压的调节可以使用电磁调节阀进行自动调节，也可以使用小型减压阀进行手动调节，由于现场正压的使用场合较为固定，且为了正压维持在最大压力或根据现场测试的某一经验值运行，所以在本实施例中，正压调节器123采用小型减压阀进行调节，该小型减压阀的选型可选取出口压力在0.01～1.0MPa，最高入口压力为1.5MPa的小型减压阀。

在一些实施例中，正压气源121为内接压缩气源，正压装置12还包括用于连接内接压缩气源的另一气源接口和用于对正压气体中的水分进行干燥过滤的正压过滤器，防止含水的气体进入腔体，正压过滤器过滤后通过正压管路2将正压气体输送到吹吸枪4，然后通过枪头42的吹吸完成在密封段泄漏探头腔室密内的气体循环，将密封段泄漏探头腔室内的水分和/或杂质带出。

如图4所示，负压装置13包括负压发生器131、用于控制负压压力的负压控制器132和用于对吸出来的气体进行过滤的负压过滤器133。目前可产生负压的设备有很多，可分为油泵、无油泵、旋叶泵、隔膜泵、涡轮风机等。在本实施例中，负压发生器131优选易于控制负压的涡轮风机来制造负压，对于涡轮风机提供的负压压力，可通过控制其异步电机转速的方法来调节。而在本实施例中，负压控制器132为变频器，可通过使用变频器改变电机电源频率实现转速调节。本发明采取PLC控制系统控制变频器的方法，PLC必须配置模拟量输出模块，将输出的0-10V或4-20mA模拟量信号送给变频器相应的电压或电流输入端。这种PLC控制变频器的调速方法，优点是硬件上接线简单，可实现无级调速。系统设计时，须根据变频器的输入阻抗来选择PLC的模拟输出模块，选用的PLC模拟量输出模块的信号范围和变频器的输入信号范围一致。本发明拟选取市场上通用的S7-200系列的PLC，以及M420系列的变频器。

进一步地，为了可以直观的获知负压压力值，还可设置用于检测负压压力的压力传感器。

由于工作场合中的杂质及粉尘含有放射性，因此需要在负压发生器131的前端和后端均设置有负压过滤器133，负压发生器131前端的负压过滤器133与负压管路3连接，对涡轮风机出口的空气进行过滤，以防止放射性粉尘扩散，实现封闭循环以及废物收集的功能。

在一些实施例中，如图5所示，正压过滤器和负压过滤器133为筒式过滤器，包括用于过滤粉尘的第一过滤层1331和用于过滤水分和有味气体的第二过滤层1332。具体地，该筒式过滤器为筒式抛弃式设计方式，吸入的辐射尘被过滤在桶内后不会出现溢出，第一过滤层过滤为玻璃纤维滤纸，对0.1um的颗粒物过滤效果为99.9％，可以把放射性粉尘过滤掉。第二过滤层过滤采用活性炭和铝硅酸盐化合物混合层，水汽和有味气体穿过第一过滤层会被第二过滤层内的活性炭和亲水材料捕捉，最后经过风机的洁净气体再次经过后置过滤器过滤后安全排放。

并且还可设置用于对吸出来的气体进行温湿度监测的温湿度探测器以及进行粉尘颗粒度监测的粉尘探测器，对吹扫出来的空气质量进行检测，有效实现了对腔室内清洁度的判断。

正压管路2和负压管路3可以集成在同一套管内，并且采用自动收放装置，可以减小装置体积。

如图6所示，吹吸枪4包括枪体1和枪头42，枪体1上分别设置有与正压管路2和负压管路3匹配的接口，方便吹吸枪4的更换。枪头42包括与正压管路2连接的喷头421以及与负压管路3连接的吸嘴422，其中，喷头421喷出正压气体并沿密封段泄漏探头腔室10内壁流动抵达角落，经密封段泄漏探头腔室10循环后，被吸嘴422吸出。

枪头2配合连接在密封段泄漏探头所在的圆孔处，与密封段泄漏探头腔室密封连接。在本实施例中，枪头2与圆孔为螺接，并且枪头42处还设置有密封垫片424，与圆孔外部平面相匹配，进一步实现与密封段泄漏探头腔室密封连接。

在一些实施例中，如图6所示，吸嘴422设置在中心位置，喷头421围绕吸嘴422的外围设置，喷头朝向圆孔两侧的腔室内壁，此时正压气流由枪头42的两侧边喷出，沿圆孔两侧的腔室内壁流动，到达腔室角落，在腔室内形成循环后汇聚至中心位置，被吸嘴422负压抽吸带走，内部的杂物和水分随着气流被带走，达到清理的目的。

在一些实施例中，如图7所示，密封段泄漏探头腔室内包含了不锈钢套管30时，喷头421设置在中心位置，吸嘴422围绕喷头421的外围设置，吸嘴422朝向圆孔相对的腔室内壁，此时正压气流由中心口喷出，当气流遇到内部的不锈钢套管时会沿着不锈钢套管外径切线运动，在气流沿着腔室内循环一周后，气流汇聚至不锈钢套管中间处，被吸嘴422负压抽吸带走，内部的杂物和水分随着气流被带走，达到清理的目的。

而与圆孔斜对角处的腔室角落往往是积累最多杂质的，而为了令正压气流可以直接喷到该角落，可以在喷头421处设置有分流部423，用于将正压气体向密封段泄漏探头腔室的角落方向喷出。如图8和9所示，具体地，吸嘴422设置在中心位置，喷头421围绕吸嘴422的外围设置，喷头421朝向圆孔两侧的腔室内壁，正压气流由中心口喷出时，喷头421末端设置有分流部423，正压气流在喷头421末端被分流，向着45°以及135°的角度向两侧喷出。图中所示的分流部并未图示连接于何处，可以理解的，分流部可与喷头两侧连接，形成向着45°以及135°的喷气通道。

当密封段泄漏探头腔室内包含了不锈钢套管时，正压气流可沿着内部的不锈钢套管外径作切线运动，此时正压气体沿不锈钢套管外径做切线运动的分量比例会显著升高。或者当密封段泄漏探头腔室内没有包含不锈钢套管时，正压气流直接喷射到两个角落，在气流沿着要清理的腔体内壁循环一周后会被吸嘴422负压抽吸带走，对腔室最难清理的两侧底角有更显著的清理效果。

由于本发明采用正压吹、负压吸同时进行的方式，因此吹吸枪4还包括用于控制喷头421和吸嘴422同时工作的吹吸启动按钮43。并且吹吸枪4为现场易于操作的手持方式，枪体41和枪头42的材质为坚硬耐磨材质。

在一些实施例中，现场有多达50个密封段泄漏探头腔室需要清洁，因此此装置在设计时留有一定数量的拓展接口，可同时对多个腔室进行清洁。可在正压装置12和负压装置13上设计多个拓展接口，分别连接多个正压管路2和负压管路3，可供几个吹吸枪4同时工作，不使用时关闭即可，从而实现对多个密封段泄漏探头腔室同时吹扫清洁，极大地提高了人员的工作效率，以往需要8人·H/根的工作效率提升为0.5人·H/根。

与密封段泄漏探头腔室清洁的工作内容相同，指套管泄漏探头腔室清洁也是每个大修的例行工作，需要在大修中进行白布清洁、热风枪干燥、吸尘器吸尘等多个步序的操作，50个探头腔室清洁的工作量不可忽视。与密封段泄漏探头腔室清洁不同的是，指套管泄漏探头腔室面向指套管一侧敞开，也就是大修时腔室有两侧与外界联通，因此清洁时，尤其是使用热风枪干燥时，放射性粉尘易从另一侧敞口溢出，从而造成极大的辐射防护风险。

针对指套管泄漏探头腔室的清洁，可根据相同的原理，保持清洁装置主体部分相同，对吹吸枪部分进行改进。有两个改进思路：第一，鉴于腔室结构相似，不同的是指套管泄漏探头腔室没有类似密封段泄漏探头腔室的环形区域，因此可采用相同的枪头进行指套管泄漏探头腔室的清洁，主体部分均不用做更改。但是在操作过程中需要在另一侧加装一个密封塞，以保持密闭性，防止放射性粉尘扩散。第二，可改进整个枪体，将枪体吹吸两个管路分开，在敞口的两侧分别连接吹吸枪口，一端吹、一端吸，也可达到清洁效果。

在十年大修指套管清洁后，有因为杂质汇集在指套管端部凹槽而导致泄漏探头报警的反馈，同样也对机组一回路完整性的判断和机组状态有影响。类似于上述方案，如图10所示，指套管端部凹槽清洁可根据相同的原理，保持清洁装置主体部分相同，对吹吸枪部分进行改进。改进思路如下图所示，对枪头进行改进，同样由正压高速气体将凹槽内的杂质打散，然后由负压进行捕捉。

本发明还构造了一种密封段泄漏探头腔室吹扫系统，包括：上述所述的密封段泄漏探头腔室吹扫装置以及与之连接的控制系统。在一些实施例中，还包括与控制系统连接的终端触摸显示屏。控制系统为PLC控制系统，用户通过终端触摸显示屏与PLC控制系统完成人机信息交换，通过PLC控制系统控制正压装置或负压装置的工作。例如：PLC控制系统与变频器连接，通过控制变频器调节涡轮风机产生的负压压力，并通过压力传感器与涡轮风机连接，将检测的压力值返回至PLC控制系统，用户可在终端触摸显示屏上看到产生的负压压力值。且，必要时整个装置的运行状态参数均能在显示屏上显示。

通过实施本发明，具有以下有益效果：

本发明的密封段泄漏探头腔室吹扫装置通过枪头配合连接在密封段泄漏探头所在的圆孔处，与密封段泄漏探头腔室密封连接，采取正压吹、负压吸同时进行的方式，在密封段泄漏探头腔室内完成气体循环，对密封段泄漏腔室内的所有空间进行彻底吹扫，将密封段泄漏探头腔室内的水分和/或杂质带出，相比原有的清洁工艺，该装置在清洁效果和安全防护方面有了明显提升。

本发明是通过具体实施例进行说明的，本领域技术人员应当明白，在不脱离本发明范围的情况下，还可以对本发明进行各种变换和等同替代。另外，针对特定情形或具体情况，可以对本发明做各种修改，而不脱离本发明的范围。因此，本发明不局限于所公开的具体实施例，而应当包括落入本发明权利要求范围内的全部实施方式。

Claims (9)

1.一种密封段泄漏探头腔室吹扫装置，其特征在于，包括用于产生正压气体以及负压的主机(1)、吹吸枪(4)以及连接所述主机(1)与所述吹吸枪(4)的正压管路(2)和负压管路(3)；

所述吹吸枪(4)的枪头(42)配合连接在所述密封段泄漏探头所在的圆孔处，与所述密封段泄漏探头腔室密封连接；

所述枪头(42)包括与所述正压管路(2)连接的喷头(421)以及与所述负压管路(3)连接的吸嘴(422)；所述吸嘴(422)设置在中心位置，所述喷头(421)围绕所述吸嘴(422)的外围设置，所述喷头(421)朝向圆孔两侧的腔室内壁；

所述主机(1)通过所述枪头(42)的吹吸完成在所述密封段泄漏探头腔室内的气体循环，将所述密封段泄漏探头腔室内的水分和/或杂质带出。

2.根据权利要求1所述的密封段泄漏探头腔室吹扫装置，其特征在于，所述主机(1)包括壳体(11)、正压装置(12)以及负压装置(13)；

所述正压装置(12)包括正压气源(121)；

所述负压装置(13)包括负压发生器(131)、用于控制负压压力的负压控制器(132)、用于对吸出来的气体进行过滤的负压过滤器(133)。

3.根据权利要求2所述的密封段泄漏探头腔室吹扫装置，其特征在于，所述正压气源(121)为外接压缩气源，所述正压装置(12)还包括气源接口(122)以及用于调节正压气体压力的正压调节器(123)。

4.根据权利要求2所述的密封段泄漏探头腔室吹扫装置，其特征在于，所述负压发生器(131)的前端和后端均设置有所述负压过滤器(133)；

负压过滤器(133)为筒式过滤器，包括用于过滤粉尘的第一过滤层(1331)和用于过滤水分和有味气体的第二过滤层(1332)。

5.根据权利要求1所述的密封段泄漏探头腔室吹扫装置，其特征在于，还包括用于对吸出来的气体进行温湿度监测的温湿度探测器以及进行粉尘颗粒度监测的粉尘探测器。

6.根据权利要求1所述的密封段泄漏探头腔室吹扫装置，其特征在于，所述喷头(421)处设置有分流部(423)，用于将所述正压气体向所述密封段泄漏探头腔室的角落方向喷出。

7.根据权利要求1所述的密封段泄漏探头腔室吹扫装置，其特征在于，所述枪头(42)还包括与所述圆孔外部平面相匹配的密封垫片(424)。

8.根据权利要求1所述的密封段泄漏探头腔室吹扫装置，其特征在于，所述吹吸枪(4)还包括用于控制所述喷头(421)和所述吸嘴(422)同时工作的吹吸启动按钮(43)。

9.一种密封段泄漏探头腔室吹扫系统，其特征在于，包括：权利要求1-8任一项所述的密封段泄漏探头腔室吹扫装置以及与之连接的控制系统。

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