一种用于高温高压蒸汽微泄漏测量装置技术领域
本发明涉及一种用于高温高压蒸汽微泄漏测量装置，属核电检测领域。
背景技术
核电站拥有数量庞大、交错复杂、高温高压的蒸汽管网，阀门、连接管段泄漏也是
日常维护工作的重中之重。其中安全壳隔离阀一旦泄漏超限，将造成放射性物质外泄，对环
境与社会造成极大的危害；另外根据技术规范要求在运机组需及时停机，将造成极大的经
济损失。因此，安全壳隔离阀的泄漏问题一直被广泛关注，尤其在机组运行过程中出现疑似
泄漏，精确测量微小泄漏率数值显得尤为重要。目前国内在运机组发生数次疑似安全壳隔
离阀泄漏超标事件，采用的测量方法是通过安装在系统管道下游的流量计进行读数，或者
通过估算系统管道的体积，根据单位时间内管道压力的变化来计算泄漏率。上述方法的缺
点是计算误差大，测量范围窄，且无法测量微小泄漏。因此如何在机组运行工况下，准确测
量高温高压阀门的泄漏率，成为本领域亟待解决的技术问题之一。
发明内容
本发明的目的是提供一种测量精度高，使用量程大，操作简便，适用于高温高压蒸
汽微泄漏测量装置。
一种用于高温高压蒸汽微泄漏测量装置，其特征在于：该装置由进气阀、蒸汽腔、
单向阀、冷却风机、散热器、积液腔、安全阀、支撑脚、数据计算模块、温度传感器、压力传感
器、称重传感器组成。
所述的蒸汽腔为已知容积的耐高温高压的箱体，设有绝热层、进气阀、单向阀、压
力传感器1与温度传感器1，其中单向阀与散热器连接，散热器与积液腔连接，积液腔设有安
全阀、压力传感器2与温度传感器2，蒸汽腔与积液腔整体放置于基座上。
所述的绝热层是包裹于蒸汽腔周围的保温材料，保证腔内泄漏蒸汽温度恒定，从
而提高泄漏率计算精度。所述的基座设有称重传感器及数据显示区域，其中数据显示区域
是将所测的压力、温度及重量信号，经过一定的逻辑运算后，最终显示于电子屏幕上。
所述的微泄漏测量装置工作原理为：当上游泄漏量较小时，一定时间内蒸汽腔内
的压力变化较为明显，此时根据所测温度及水蒸汽状态方程，准确计算出阀门泄漏率值；当
上游泄漏量较大时，蒸汽腔压力持续升高，单向阀入口压力达到设定阈值并开启，高温高压
的水蒸汽进入散热器冷却后，变成液体进入积液腔，此时根据一定时间内的称重传感器读
取质量变化，计算出阀门泄漏率值。相比现有测量方法，精度更高，测量量程更广，操作简单
且无需停机即可工作。
附图说明
图1为一种用于高温高压蒸汽微泄漏测量装置原理图；
图1中的标号名称：1进气阀，2绝热层，3蒸汽腔，4单向阀，5冷却风机，6散热器，7积
液腔，8安全阀，9基座，10数据计算模块，11温度传感器1，12压力传感器1，13称重传感器，14
温度传感器2，15压力传感器2。
具体实施方式
如图1所示，本发明所述的用于高温高压蒸汽微泄漏测量装置，包括进气阀(1)，绝
热层(2)，蒸汽腔(3)，单向阀(4)，冷却风机(5)，散热器(6)，积液腔(7)，安全阀(8)，基座
(9)，数据计算模块(10)，温度传感器1(11)，压力传感器1(12)，称重传感器(13)，温度传感
器2(14)，压力传感器2(15)。
具体的实施过程为：
当进行微小泄漏测量时，首先将进气口与待检测设备连接，开启设备工作电源，打
开进气阀(1)，泄漏的高温高压蒸汽进入蒸汽腔(3)中，由于蒸汽腔(3)周围包裹着绝热层
(2)，泄漏的蒸汽温度基本保持不变，不会在蒸汽腔内发生液化,此时腔内的压力逐渐升高,
数据计算模块(10)会自动读取t1时刻到t2时刻的温度传感器1(11)与压力传感器1(12)的
数值,那么单位时间内泄漏率计算如下式所示:
由于保温良好，可以忽略两个时刻内温度的变化，那么上式可以简化为：
式中：ΔP为t1时刻至t2时刻压力变化值；P0为蒸汽腔初始压力值，一般为当地大
气压；T0为蒸汽腔初始温度值；Δt为t1时刻至t2时刻的时间变化值；T为t1时刻至t2时刻的
温度均值；V为蒸汽腔的设计容积。对于不同的饱和蒸汽，应使用对应的蒸汽理想气体方程
对上式进行修正。
当进行较大泄漏测量时，同样按照上述步骤连接好装置，蒸汽腔(3)压力迅速升高
至设定值上限，单向阀(4)开启，冷却风机(5)开始工作，高温高压的蒸汽进入散热器(6)被
冷凝成低压低温的液体，液体最终流入积液腔(7)内，此时数据计算模块(10)会自动读取t1
时刻到t2时刻的称重传感器(13)的数值,那么单位时间内泄漏率计算如下式所示:
式中：Δm为t1时刻至t2时刻质量的变化；Δt为t1时刻至t2时刻的时间变化值；ρ
为标准蒸汽的密度。
所述的安全阀(8)的作用是当腔内压力超过设计上限时，阀门自动开启进行排气，
从而保护测试装置的安全。
所述的温度传感器2(14)及压力传感器2(15)作用是帮助使用者实时获取积液腔
(7)内的温度及压力情况，提前预判测试装置的运行状况。
本发明提供的测量装置，无论在何种泄漏量下进行测量，均无需停止运行机组即
可实现测量工作。