[發明專利]一種消除預熱器產生的過冷沸騰汽泡的實驗系統

有效

• 申請號: 201210291272.2
• 申請日: 2012-08-16
• 公開（公告）號: CN103585795A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發明（設計）人: 徐建軍;謝添舟;黃彥平
• 申請（專利權）人: 中國核動力研究設計院
• 主分類號: B01D19/02
• 分類號: B01D19/02
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 高尚梅

技術領域

本發明屬于反應堆熱工水力及安全技術領域，具體涉及一種消除預熱器產生的過冷沸騰汽泡的實驗系統。

背景技術

在核能領域，沸騰傳熱和氣液兩相流得到廣泛的應用。由于沸騰傳熱和氣液兩相流的多樣性和復雜性，半個多世紀以來，雖然人們不斷的探析沸騰傳熱和兩相流動機理，揭示其基本規律，然而至今仍然有許多未知的物理現象和機理，有待于人們進一步探索。

從沸騰傳熱和氣液兩相流的發展歷程來看，理論發展還不成熟，主要依賴于實驗研究，通過實驗研究，獲得基于實驗數據的經驗關系式或半經驗關系式，用來預測傳熱裝置的熱工水力性能。在反應堆熱工水力實驗裝置設計時，為了提高實驗裝置進口溫度，使得實驗裝置內進口參數能夠滿足模擬原形參數的相關要求，通常在實驗裝置之前設置預熱器。為了提高預熱器的加熱效率和減小預熱器所占的布置空間，預熱器通常為直接加熱的直管或彎管結構形式，然而，預熱器加熱后，容易使得加熱壁面局部區域出現過冷沸騰現象，產生的汽泡直接進入了實驗裝置內，引入了不確定性因素，對于一些精確的熱工水力實驗，如汽泡可視化實驗影響較大，甚至不能反映原形設計內的真實物理現象。因此，有必要在實驗回路系統上設計一套過冷沸騰汽泡消除系統，在確保實驗裝置入口參數滿足要求的前提下，消除預熱器產生的過冷沸騰汽泡，對于反應堆熱工水力實驗研究以及原形設計驗證具有重要意義。

發明內容

本發明的目的在于提供一種簡單易行的消除預熱器產生的過冷沸騰汽泡的實驗系統，在確保實驗裝置入口參數滿足要求的前提下，高效消除預熱器產生的過冷沸騰汽泡，避免熱工水力實驗中預熱器產生的汽泡進入實驗裝置內，引入不確定性因素，導致不能反映原形設計裝置內的真實物理現象。

為達到上述目的，本發明所采取的技術方案為：

一種消除預熱器產生的過冷沸騰汽泡的實驗系統，該系統包括汽泡消除罐、入口管、冷凝器、冷凝水入口參數控制系統、冷凝水出口控制系統、排汽系統、溫度測量系統、壓力測量系統、出口管、流量計A；所述汽泡消除罐設置在預熱器的下游和實驗裝置的上游之間，在汽泡消除罐側面中間偏上的部位開孔與入口管連接，在汽泡消除罐側面中間偏下的部位開孔與出口管連接，入口管與預熱器連接，出口管與實驗裝置連接；在汽泡消除罐的頂部設置有冷凝器，冷凝水入口參數控制系統、冷凝水出口控制系統分別與冷凝器連接；在汽泡消除罐的頂部設置有排汽系統；在汽泡消除罐的頂部設置有溫度測量系統和壓力測量系統，在出口管的下游設置有流量計A。

所述冷凝器通過固定銷與汽泡消除罐連接固定。

所述冷凝水入口參數控制系統根據冷凝水出口控制系統流出的冷卻水的溫度和流量，調節進入冷凝器的冷卻水的溫度和流量，冷卻水通過冷凝水入口參數控制系統進入冷凝器，通過冷凝水出口控制系統流出。

所述排汽系統由與汽泡消除罐連通的若干管道及管道上設置的閥門組成。

所述溫度測量系統由與汽泡消除罐連通的管道及設置在管道上的溫度傳感器組成。

所述壓力測量系統由與汽泡消除罐連通的管道及設置在管道上的壓力傳感器組成。

本發明所取得的有益效果為：

本發明所述消除預熱器產生的過冷沸騰汽泡的實驗系統可以高效的消除預熱器產生的過冷沸騰汽泡，避免熱工水力實驗中預熱器產生的汽泡進入實驗裝置內，引入不確定性因素，導致反應堆熱工水力實驗不能反映原形裝置內的真實物理現象；同時通過合理的調節和監測消除罐內壓力和溫度參數以及出口管流量，確保實驗裝置的入口參數能夠滿足原形設計輸入參數的要求，達到反應堆熱工水力實驗驗證的目的。

附圖說明

圖1為本發明所述消除預熱器產生的過冷沸騰汽泡的實驗系統結構圖；

圖中：1、汽泡消除罐；2、入口管；3、冷凝器；4、固定銷；5、冷凝水入口參數控制系統；6、冷凝水出口控制系統；7、排汽系統；8、溫度測量系統；9、壓力測量系統；10、出口管；11、流量計A；12、流量計B；13、預熱器；14、實驗裝置。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細說明。

本發明所述消除預熱器產生的過冷沸騰汽泡的實驗系統包括汽泡消除罐1、入口管2、冷凝器3、固定銷4、冷凝水入口參數控制系統5、冷凝水出口控制系統6、排汽系統7、溫度測量系統8、壓力測量系統9、出口管10、流量計A11；