УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЕЛИЧИНЫ ПРОТЕЧКИ ГАЗОВОЙ СРЕДЫ УПЛОТНИТЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ЛОКАЛИЗУЮЩИХ СИСТЕМ БЕЗОПАСНОСТИ АЭС

Полезная модель относится к области атомной техники и может быть использована для контроля допустимых протечек газовой среды уплотнительных элементов люков, дверей, шлюзов на АЭС, атомных ледоколах, плавучих атомных станциях, морских судах с атомными энергетическими установками.
Известны устройства для измерения давления, например, манометры. Недостатком известных устройств является низкая чувствительность к перепаду давлений, поэтому минимально допустимые параметры протечки герметичного оборудования АЭС определить невозможно.
Известно техническое решение по патенту PL 211593 (В1), МПК G01M 3/28 (2006.01), опубл. 2012-06-9, или по заявке RU 2009100855 А, МПК F16В 19/00 (2006.01), опуб. 20.07.2010, включающее источник подачи сжатой газовой среды, испытуемое изделие, установленное с возможностью заполнения через клапан сжатым газом, компенсационную камеру, установленную в испытуемом изделии, средство измерения разности давления, трубопроводы и клапаны.
Известное техническое решение не позволяет проводить испытания на герметичность контролируемых полостей, имеющих малые объемы проверяемых изделий, и, следовательно, контролировать минимально допустимые параметры протечек.
Известное техническое решение, наиболее близкое к заявляемой полезной модели по совокупности существенных признаков, взятое за прототип, описанное в патенте PL 211578 (В1), МПК G01M 3/28 (2006.01), опубл. 2012-06-29, или в заявке RU 2009100857 А, МПК F16B 19/00 (2006.01), опуб. 20.07.2010, включающее источник подачи сжатой газовой среды, испытуемое изделие, установленное с возможностью заполнения через клапан сжатым газом, компенсационную камеру, рабочие камеры, установленные в испытуемом изделии, средство измерения разности давления в виде дифманометра, трубопроводы и клапаны.
Известное техническое решение не позволяет проводить испытания на герметичность контролируемых полостей, имеющих малые объемы проверяемых изделий, и, следовательно, контролировать минимально допустимые параметры протечек.
Предлагаемой полезной моделью решается задача контроля минимально допустимых параметров протечек газовой среды уплотнительных элементов герметичного оборудования АЭС.
Для достижения указанного технического результата устройство для измерения величины протечки газовой среды уплотнительных элементов локализующих систем безопасности атомных электростанций, включающее испытуемое изделие, источник подачи сжатой газовой среды, снабженный запорным клапаном, компенсационную камеру, устройство для измерения разности давления, выполненное в виде дифманометра, трубопроводы, клапаны, согласно предлагаемой полезной модели, устройство дополнительно снабжено измерительной камерой и двумя расширителями, один из которых подключен к компенсационной камере и к одному концу дифманометра, другой расширитель подключен к измерительной камере и другому концу дифманометра, при этом внутри каждого расширителя установлена горизонтальная пластина. Весовую протечку газовой среды уплотнительных элементов определяют по формуле
, где
G - весовая протечка газовой среды уплотнительных элементов, ;
h - показания на дифманометре за время измерения, Па;
3
V - объем измерительной камеры плюс объем контролируемой полости, м;
к - коэффициент запаса, учитывающий погрешность измерения;
t - время измерения, сек.
Отличительными признаками предлагаемого устройства от указанного выше известного, наиболее близкого к нему, является то, что устройство дополнительно снабжено измерительной камерой и двумя расширителями, один из которых подключен к компенсационной камере и к одному концу дифманометра, другой расширитель подключен к измерительной камере и другому концу дифманометра. Внутри каждого расширителя установлена горизонтальная пластина. Весовую протечку газовой среды уплотнительных элементов определяют по формуле
, где
G - весовая протечка газовой среды уплотнительных элементов, ;
h - показания на дифманометре за время измерения, Па;
3
V - объем рабочей камеры плюс объем контролируемой полости изделия, м;
к - коэффициент запаса, учитывающий погрешность измерения;
t - время измерения, сек.
Благодаря наличию этих признаков появляется возможность обеспечить контроль минимально допустимых параметров протечек газовой среды уплотнительных элементов герметичного оборудования АЭС.
Наличие измерительной камеры дает возможность осуществлять процесс измерения протечек.
Наличие двух расширителей, один из которых подключен к компенсационной камере и к одному концу дифманометра, другой расширитель подключен к измерительной камере и другому концу дифманометра, обеспечивает улавливание жидкости из дифманометра при резкой подаче давления.
Наличие горизонтальных пластин, установленных внутри каждого расширителя, исключает попадание жидкости в компенсационную и измерительную камеры.
Расчет весовой протечки газовой среды уплотнительных элементов позволяет осуществить контроль минимально допустимых параметров протечек газовой среды герметичного оборудования АЭС.
Предлагаемое устройство иллюстрируется чертежом, на котором схематично показан общий вид устройства.
Предлагаемое устройство содержит запорный клапан 1 подачи сжатой газовой среды, например, воздуха, подключенный к компенсационной камере 2 через клапан 3 и измерительной камере 4 через клапан 5. К компенсационной камере 2 и измерительной камере 4 через расширитель 6 и расширитель 7 соответственно подключен жидкостный U-образный дифференциальный манометр 8 для измерения разности давления. При этом левый конец U-образной трубки подключен к расширителю 6, а правый - к расширителю 7. Между клапаном 3 и клапаном 5 подключен манометр 9 для измерения давления, заданного по "Программе испытаний". Клапан 10 подключен к испытуемому изделию 11. Клапан 12 подключен к атмосфере. Обвязка выполнена трубопроводами. В расширителе 6 и 7 установлены пластинки 13, выполняющие функцию фильтра при резком сбросе давления, заставляя жидкость возвращаться в дифманометр 8, не попадая в измерительную камеру 4. Мерное стекло 14 дифманометра 8 заполнено жидкостью, например, окрашенной дистиллированной водой. Манометр 9 использован стандартной марки ДМ-60кПа-1,5 ГОСТ 2405-88.
Устройство работает следующим образом.
В начале измерения избыточное давление газовой среды в устройстве отсутствует, показание манометра 9 равно нулю. Открывают клапаны 3, 5 и 10, затем производят подачу сжатой газовой среды от внешнего источника, например, компрессора, системы сжатого воздуха АЭС, ручного насоса (на чертеже не показаны) в испытуемую полость изделия 11, плавно открывая запорный клапан 1, при этом клапан 12 закрыт. Газовая среда поступает через клапан 3, компенсационную камеру 2 и расширитель 6 в левую трубку дифманометра 8 и через клапан 5, измерительную камеру 4 и расширитель 7 в правую трубку дифманометра 8 и контролируемую полость. Уровень жидкости уравновешивается давлением газовой среды и становится одинаковым в обеих трубках дифманометра. Создают необходимое давление, предусмотренное "Программой испытания". Для локализующих систем безопасности допустимое давление составляет примерно 4 атм. Фиксируют 4 атм по манометру 9, закрывают запорный клапан 1.
Закрывают клапан 3 и одновременно включают секундомер, задают время, предусмотренное "Программой испытания", например, 100 секунд. По истечении контрольного времени выключают секундомер и одновременно закрывают клапан 5. По дифманометру 8 получают отклонение уровней жидкости в левой и правой трубках, снимают показание разницы уровней. Если уровень в трубках разный, это и есть протечка испытуемого изделия. Показание сравнивают и оценивают с допустимой протечкой испытуемого изделия. Весовую протечку газовой среды определяют по формуле
, где
G - весовая протечка газовой среды уплотнительных элементов, ;
h - показания на дифманометре за время измерения, Па;
3
V - объем рабочей камеры плюс объем контролируемой полости изделия, м;
к - коэффициент запаса, учитывающий погрешность измерения;
t - время измерения, сек.
При неправильных действиях оператора, например, при резком сбросе давления жидкость попадает в расширители 6 или 7, после выравнивания давления жидкость поступает обратно в дифманометр 8.
Таким образом, благодаря наличия измерительной камеры и особенностям подключения к измерительной и компенсационной камерам жидкостного U-образного дифманометра через расширители и клапаны обеспечивается замер протечек небольших объемов полостей, при этом весовой размер протечки определяется по представленной формуле. Устройство просто в работе и обслуживании, смонтировано на раме (на черт. не показано), удобной для переноса вручную. Предлагаемое устройство позволяет осуществить мониторинг технического состояния герметичного оборудования АЭС.