阅读说明：本技术 管材高温***压力控制系统及方法 (pipe high-temperature blasting pressure control system and method ) 是由 唐毅 陈银强 桂春 韩娟 廖波 龚怒 肖青山 徐柱 别情超 于 2019-09-25 设计创作，主要内容包括：本发明属于核电维修技术领域,具体涉及一种管材高温爆破压力控制系统及方法,管材高温爆破压力控制系统包括：用于加热待测管材的高温装置、用于冷却待测管材中流出的液体的冷却装置；用于调节待测管材中的液压的液压压力装置、用于检测待测管材中的液体的压力值的压力传感器、用于测量高温装置的温度的温度传感器和控制装置；控制装置从压力传感器获取压力值,并从温度传感器获取温度值；控制装置还与液压压力装置连接,控制装置在判断获取到的温度值未达到预设温度值,且获取到的压力值不符合预设条件的情况下,控制液压压力装置调整待测管材中的液压,直至控制装置获取到的压力值符合预设条件,本公开实施例的压力试验更加精准安全。(The invention belongs to the technical field of nuclear power maintenance, and particularly relates to a pipe high-temperature blasting pressure control system and a method, wherein the pipe high-temperature blasting pressure control system comprises: the device comprises a high-temperature device for heating the pipe to be tested and a cooling device for cooling liquid flowing out of the pipe to be tested; the device comprises a hydraulic pressure device for adjusting the hydraulic pressure in the pipe to be measured, a pressure sensor for detecting the pressure value of the liquid in the pipe to be measured, a temperature sensor for measuring the temperature of the high-temperature device and a control device; the control device acquires a pressure value from the pressure sensor and a temperature value from the temperature sensor; the control device is further connected with the hydraulic pressure device, the control device controls the hydraulic pressure device to adjust the hydraulic pressure in the pipe to be tested under the condition that the obtained temperature value does not reach the preset temperature value and the obtained pressure value does not accord with the preset condition until the obtained pressure value accords with the preset condition, and the pressure test of the embodiment of the disclosure is more accurate and safe.)

管材高温***压力控制系统及方法

技术领域

本发明属于核电维修技术领域，具体涉及一种管材高温***压力控制系统及方法。

背景技术

通常来讲，***试验可以表示为对压力容器用加压的方法使之破裂，以获得压力容器破裂时对应的温度值和压力值。对于管材室温静压***而言，相关技术中，针对管材静压***设备在高温***方面存在明显不足：在进行高温试验时需要向试验管注入高温液体，液体在高温时会气化，为了使液体不气化，通常需要配置调压容器(如稳压器)，并在试验回路施加超过饱和气压的压力。试验回路均处于高温环境下时，对密封元器件及控制元器件要求高、辅助试验设施庞杂，试验控制难度大及试验风险高。

发明内容

为克服相关技术中存在的问题，提供了一种管材高温***压力控制系统及方法。

根据本公开实施例的一方面，提供一种管材高温***压力控制系统，所述管材高温***压力控制系统包括：高温装置、冷却装置；液压压力装置、压力传感器、温度传感器和控制装置；

所述高温装置用于加热待测管材；

所述温度传感器与所述高温装置连接，用于测量所述高温装置的温度；

所述冷却装置与所述高温装置连接，用于冷却所述待测管材中流出的液体；

所述液压压力装置与所述冷却装置连接，用于调节所述待测管材中的液压；

所述压力传感器与所述液压压力装置连接，用于检测所述待测管材中的液体的压力值；

所述控制装置分别与所述压力传感器、所述温度传感器连接，所述控制装置从所述压力传感器获取压力值，并从所述温度传感器获取温度值；

所述控制装置还与所述液压压力装置连接，所述控制装置在判断获取到的温度值未达到预设温度值，且获取到的压力值不符合预设条件的情况下，控制所述液压压力装置调整所述待测管材中的液压，直至所述控制装置获取到的压力值符合预设条件。

在一种可能的实现方式中，所述控制装置在判断获取到的温度值达到预设温度值的情况下，控制所述液压压力装置增加对待测管材中的液压，直至检测到所述待测管材破裂。

在一种可能的实现方式中，所述管材高温***压力控制系统包括多个冷却装置和多压力控制装置，所述高温装置能够对多个待测管材进行加热，所述高温装置具有多个用于连接待测管材的接口；

每个接口与一个冷却装置连接；

每个冷却装置与一个压力控制装置连接；

所述多个压力控制装置分别与所述控制装置连接；

所述控制装置在判断获取到的温度值未达到预设温度值，且获取到的压力值不符合预设条件的情况下，控制所述液压压力装置和/或所述部分或全部压力控制装置调整待测管材中的液压，直至所述控制装置获取到的压力值符合预设条件。

在一种可能的实现方式中，所述控制装置在判断获取到的温度值未达到预设温度值，且获取到的压力值不符合预设条件的情况下，若所述控制装置控制所述液压压力装置调整待测管材的液压后，所述控制装置获取到的压力值仍不符合预设条件，则所述控制装置控制所述部分或全部压力控制装置调整待测管材中的液压，直至所述控制装置获取到的压力值符合预设条件。

在一种可能的实现方式中，每个压力控制装置包括相互连接的电磁阀和气控阀，每个气控阀与一个冷却装置连接，各电磁阀与所述控制装置连接。

在一种可能的实现方式中，所述高温装置包括保护装置，所述保护装置将各待测管材相互隔离，以防止破裂的待测管材影响未破裂的待测管材。

在一种可能的实现方式中，所述保护装置为多孔的防护管，每个防护管罩扣在一个待测管材外侧。

在一种可能的实现方式中，所述液压压力装置包括第一压力装置和第二压力装置，所述控制装置在判断获取到的压力值大于或大于等于预设压力值的情况下，控制所述第一压力装置调节所述待测管材中的液压，所述控制装置在判断获取到的压力值小于或小于等于预设压力值的情况下，控制所述第二压力装置调节所述待测管材中的液压。

根据本公开实施例的另一方面，提供一种管材高温***压力控制方法，所述方法应用于上述管材高温***压力控制系统，所述方法包括：

温度传感器测量高温装置的温度；

压力传感器检测待测管材中的液体的压力值；

控制装置从所述压力传感器获取压力值，并从所述温度传感器获取温度值；

所述控制装置在判断获取到的温度值未达到预设温度值，且获取到的压力值不符合预设条件的情况下，控制所述液压压力装置调整所述待测管材中的液压，直至所述控制装置获取到的压力值符合预设条件。

在一种可能的实现方式中，所述控制装置在判断获取到的温度值达到预设温度值的情况下，控制所述液压压力装置增加对待测管材中的液压，直至检测到所述待测管材破裂。

在一种可能的实现方式中，所述管材高温***压力控制系统还包括多个压力控制装置，所述方法还包括：

所述控制装置在判断获取到的温度值未达到预设温度值，且获取到的压力值不符合预设条件的情况下，控制所述液压压力装置和/或所述部分或全部压力控制装置调整待测管材中的液压，直至所述控制装置获取到的压力值符合预设条件。

在一种可能的实现方式中，所述控制装置在判断获取到的温度值未达到预设温度值，且获取到的压力值不符合预设条件的情况下，若所述控制装置控制所述液压压力装置调整待测管材中的液压后，所述控制装置获取到的压力值仍不符合预设条件，则所述控制装置控制所述部分或全部压力控制装置调整待测管材中的液压，直至所述控制装置获取到的压力值符合预设条件。

在一种可能的实现方式中，所述液压压力装置包括第一压力装置和第二压力装置，所述控制装置在判断获取到的压力值大于或大于等于预设压力值的情况下，控制所述第一压力装置调节所述待测管材中的液压，所述控制装置在判断获取到的压力值小于或小于等于预设压力值的情况下，控制所述第二压力装置调节所述待测管材中的液压。

本公开实施例的有益效果在于：本公开实施例利用冷却装置冷却高温装置输出液体的温度，将高温限制在管材高温***压力控制系统的局部回路，使得控制装置、压力传感器能常温仪器能够在较低的温度环境中工作，由此能够使用精度较高且成本较低的常温仪器进行高温***试验的控制检测，提高了试验数据的测量精度，此外，本公开实施例可以在升温过程中自动平衡待测管材中的液压，有效地减少了升温过程中，因升温压力上升从而导致管材失效的发生几率，并通过预设一定的压力，有效避免了液体高温气化的发生几率。

附图说明

图1是根据一示例性实施例示出的一种管材高温***压力控制系统的框图。

图2是一种示例示出的温度与待测管材内压力变化关系的示意图。

图3是根据一示例性实施例示出的一种管材高温***压力控制方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。

图1是根据一示例性实施例示出的一种管材高温***压力控制系统的框图。如图1所示，所述管材高温***压力控制系统可以包括：高温装置6、冷却装置5；液压压力装置1、压力传感器2、温度传感器(图中未示出)和控制装置3；

所述高温装置6用于加热待测管材7；所述温度传感器与所述高温装置6连接，用于测量所述高温装置6的温度；所述冷却装置5与所述高温装置6连接，用于冷却所述待测管材7中流出的液体；所述液压压力装置1与所述冷却装置5连接，用于调节所述待测管材7中的液压；所述压力传感器2与所述液压压力装置1连接，用于检测所述待测管材7中的液体的压力值；所述控制装置3分别与所述压力传感器2，所述温度传感器连接，所述控制装置3从所述压力传感器2获取压力值，并从所述温度传感器获取温度值；所述控制装置3还与所述液压压力装置1连接，所述控制装置3在判断获取到的温度值未达到预设温度值，且获取到的压力值不符合预设条件的情况下，控制所述液压压力装置1调整所述待测管材7中的液压，直至所述控制装置3获取到的压力值符合预设条件。

通常来讲，高温***试验中需要实现待测管材在高温的环境中***，由此测得待测管材不同温度下的***压力。在高温***试验过程中，通常需要先将待测管材中装满水，并在常温条件下进行排气处理，确保整个压力回路没有气体的存在，避免气体***造成的危害。相关技术中，随着温度的升高，待测管材内的液体的压力也随之升高，通常在未达预设的温度值时(例如350℃)，待测管材就由于内部液压过大而发生***，导致试验失败。图2是一种示例示出的温度与待测管材内压力变化关系的示意图，如图2所示，当温度升至175℃时，待测管材中由温度变化引起的内压可以达到100MPa(兆帕斯卡)。此外，相关技术中的高温***系统的回路均处于高温环境下，对密封元器件及控制元器件要求高、辅助试验设施庞杂，试验控制难度大及试验风险高。

作为本实施例的一个示例，高温装置6可以用于加热待测管材7，例如，高温装置6可以将待测管材7从室温加热到1000℃(摄氏度)，高温装置6可以设置有用于连接待测管材7的接口，该接口可以与外部管道连接，待测管材7可以安装在接口上，可以将液体(例如水)通过外部管道注入到待测管材7中。高温装置6的接口可以通过管道与冷却装置5连接，冷却装置5可以冷却待测管材7中输出的液体，例如，冷却装置5可以将待测管材7中输出的液体冷却至室温。冷却装置5可以为间壁式冷却器、喷淋式冷却器、夹套式冷却器等，本公开实施例对冷却装置5的类型不做限定。

温度传感器可以与高温装置6连接，并且可以测量高温装置6的温度。温度传感器可以为电阻式温度计、玻璃液体温度计或压力式温度计，本公开实施例对温度传感器的类型不做限定。

液压压力装置1可以与冷却装置5连接，液压压力装置1可以调节待测管材7中的液压(其中，液压压力装置1可以例如为增压缸，可以通过移动增压缸的活塞来增加或降低包括待测管材7在内的管材高温***压力控制系统回路中的液压。需要说明的是，也可以选择其他类型的液压压力装置1例如涡轮液压泵等，本公开实施例对液压压力装置1的类型不做限定)。

压力传感器2可以与液压压力装置1连接，压力传感器2可以检测待测管材7中的液体的压力值，例如，压力传感器2可以将检测到的液压压力装置1中的压力值，作为包括待测管材7在内的整个高温***压力控制系统管道回路中液体的压力值。

控制装置3可以分别与压力传感器2、温度传感器连接，控制装置3可以从压力传感器2获取压力值，并可以从温度传感器获取温度值。控制装置可以例如为微控制单元(MCU，Microcontroller Unit)、中央处理器(CPU，central processing unit)等，本公开实施例对控制装置的类型不做限定。

控制装置3还可以与液压压力装置1连接，控制装置3可以向液压压力装置1发送驱动指令，使得液压压力装置1根据该驱动指令调整待测管材7中的液压。控制装置3中可以预先存储预设温度(例如，该预设温度可以为一个或多个温度阈值)和针对压力的预设条件(例如，该预设条件可以为压力值区间，或一个或多个压力阈值，本公开实施例对预设条件的具体形式不做限定)。

控制装置3可以判断获取到的温度值与预设温度值的大小关系，并可以判断获取到的压力值是否符合预设条件，控制装置3可以在判断获取到的温度值未达到预设温度值，且获取到的压力值不符合预设条件的情况下，控制液压压力装置1调整待测管材7中的液压，直至控制装置3获取到的压力值符合预设条件。例如，若预设的温度值为350℃，预设条件为压力值小于80MPa，获取到的当前温度值为100℃，当前压力值为90MPa，则控制装置可以控制液压压力装置减小待测管材中的液压，直至控制装置获取到的压力值为90MPa。又如，若预设温度值为350℃，预设条件为压力值小于80MPa，获取到的当前温度值为100℃，当前压力值为60MPa，则控制装置可以控制液压压力装置增加待测管材中的液压，直至控制装置获取到的压力值为90MPa。

控制装置3可以在判断获取到的温度值达到预设温度值的情况下，控制液压压力装置1增加对待测管材7中的液压，直至检测到所述待测管材7破裂(其中，控制装置3可以判断在目标时段内获取到的压力值的变化是否超过预设变化阈值，若控制装置3判断在目标时段内获取到的压力值的变化超出变化阈值，则控制装置3可以判断待测管材7破裂)。控制装置3可以在判断待测管材7破裂时，记录获取到的压力值以及获取到的温度值，作为待测管材7的***时的温度和压力。

本公开实施例利用冷却装置冷却高温装置输出液体的温度，将高温限制在管材高温***压力控制系统的局部回路，使得控制装置、压力传感器能常温仪器能够在较低的温度环境中工作，由此能够使用精度较高且成本较低的常温仪器进行高温***试验的控制检测，提高了试验数据的测量精度，此外，本公开实施例可以在升温过程中自动平衡待测管材中的液压，有效地减少了升温过程中，因升温压力上升从而导致管材失效的发生几率，并通过预设一定的压力，有效避免了液体高温气化的发生几率。

在一种可能的实现方式中，如图1所示，管材高温***压力控制系统可以包括多个冷却装置5和多压力控制装置4，高温装置6能够对多个待测管材7进行加热，其中，高温装置6可以具有多个用于连接待测管材7的接口；每个接口可以通过管道与一个冷却装置5连接，每个冷却装置5可以与一个压力控制装置4连接。多个压力控制装置4可以分别与控制装置连接。控制装置可以分别控制液压压力装置和部分或全部压力控制装置4，以调节待测管材7中的液压大小。

举例来讲，控制装置可以在判断获取到的温度值未达到预设温度值，且获取到的压力值不符合预设条件的情况下，同时控制液压压力装置和全部压力控制装置4调整待测管材7中的液压，直至控制装置获取到的压力值符合预设条件。

又如，控制装置可以在判断获取到的温度值未达到预设温度值，且获取到的压力值不符合预设条件的情况下，先控制液压压力系统调整待测管材7中的液压，若控制装置控制液压压力装置调整待测管材7中的液压后，判断获取的实时压力值仍不符合预设条件，则控制装置可以控制部分或全部压力控制装置4调整待测管材7中的液压，直至控制装置获取到的压力值符合预设条件。

在一种可能的实现方式中，每个压力控制装置4可以包括相互连接的电磁阀41和气控阀42，每个气控阀42与一个冷却装置5连接，各电磁阀41与控制装置连接。控制装置可以通过电磁阀41控制气控阀42的开关程度，由此控制气控阀42释放高压液体的流量，来减小待测管材7中的液压。需要说明的是，压力控制装置4也可以例如为增压缸，本公开实施例对压力控制装置4的类型不做限定。

在一种可能的实现方式中，高温装置可以包括保护装置，保护装置可以将各待测管材相互隔离，以防止破裂的待测管材影响未破裂的待测管材。进一步确保试验的安全性和准确性。例如，保护装置可以为多孔的防护管，每个防护管罩扣在一个待测管材外侧。保护装置也可以例如为防护网等，本公开实施例对保护装置的具体形态不做限定。

在一种可能的实现方式中，液压压力装置可以包括第一压力装置和第二压力装置，其中，第一压力装置调节的压力值可以低于第二压力装置调节的压力值，控制装置可以在判断获取到的压力值大于或大于等于预设压力值的情况下，控制第一压力装置调节待测管材中的液压，控制装置可以在判断获取到的压力值小于或小于等于预设压力值的情况下，控制第二压力装置调节待测管材中的液压。由此更为平稳的控制压力，有利于有效的测得管材的***压力。

应用示例

高温装置外壳内可以设置防爆结构，由此增加试验的安全性。高温装置的加热温度可以达1000℃，升温速率最高可达30℃/min，温度传感器的温度测量精度可以：0.5％。高温装置可同时开展6个试验件的高温***试验测试。

液压压力装置可以为气动增压泵，控制装置可以通过控制气动增压泵的气源的进气量，来控制气动增压泵的动作频率，从而控制系统的输出流量。

气动增压泵可以采用高低压并联双泵，低压时采用低压泵进行打压，高压时采用高压泵进行打压。

在高温试验过程中，可以先将待测管材装满水，并在常温条件下进行排气处理，确保整个压力回路没有气体的存在，避免气体***造成的危害。

在升温过程中(即温度还没有达到预设温度时)，控制装置可以根据预设的压力值控制通过气动增压泵的增压缸回退或前进调节管路及待测管材中液体的体积，使得管路压力维持在预设压力。例如，预充排气完成后，控制装置可以将增压缸活塞运动至压力最大值对应的位置，以便在温度上升压力上升时活塞向压力最小值对应的位置运动来降低压力，如活塞运动值压力最小值对应的位置时，仍然需要降压，控制装置可以通过每个电磁阀可开启该电磁阀对应的气控阀，以释放管道回路中的部分高压液体进行卸压，同时控制装置可以控制增压缸活塞运动至压力最大值对应的位置后，通过电磁阀关闭气控阀，然后继续使用增压缸来调节压力，直至控制装置获取到的压力值维持在预设压力值。

图3是根据一示例性实施例示出的一种管材高温***压力控制方法的流程图。该方法可以应用于上述的管材高温***压力控制系统，如图3所示，该方法可以包括：

步骤300，控制装置从压力传感器获取压力值，并从温度传感器获取温度值；

步骤301，所述控制装置在判断获取到的温度值未达到预设温度值，且获取到的压力值不符合预设条件的情况下，控制所述液压压力装置调整所述待测管材中的液压，直至所述控制装置获取到的压力值符合预设条件。

在一种可能的实现方式中，所述控制装置在判断获取到的温度值达到预设温度值的情况下，控制所述液压压力装置增加对待测管材中的液压，直至检测到所述待测管材破裂。

在一种可能的实现方式中，所述管材高温***压力控制系统还包括多个压力控制装置，所述方法还包括：

所述控制装置在判断获取到的温度值未达到预设温度值，且获取到的压力值不符合预设条件的情况下，控制所述液压压力装置和/或所述部分或全部压力控制装置调整待测管材中的液压，直至所述控制装置获取到的压力值符合预设条件。

在一种可能的实现方式中，所述控制装置在判断获取到的温度值未达到预设温度值，且获取到的压力值不符合预设条件的情况下，若所述控制装置控制所述液压压力装置调整待测管材中的液压后，所述控制装置获取到的压力值仍不符合预设条件，则所述控制装置控制所述部分或全部压力控制装置调整待测管材中的液压，直至所述控制装置获取到的压力值符合预设条件。

在一种可能的实现方式中，所述液压压力装置包括第一压力装置和第二压力装置，所述控制装置在判断获取到的压力值大于或大于等于预设压力值的情况下，控制所述第一压力装置调节所述待测管材中的液压，所述控制装置在判断获取到的压力值小于或小于等于预设压力值的情况下，控制所述第二压力装置调节所述待测管材中的液压。

对于上述方法说明，已在上述关于材高温***压力控制系统的说明中进行阐述，在此不再赘述。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。倘若这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。