[發(fā)明專利]高溫高壓核反應堆試驗回路裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310376224.8
• 申請日: 2013-08-26
• 公開（公告）號: CN103474110A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發(fā)明（設計）人: 張繼革;朱躍;尹俊連;胡耀鈺;王德忠
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G21C17/00
• 分類號: G21C17/00;G09B25/02
• 代理公司: 上海漢聲知識產(chǎn)權代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

技術領域

本發(fā)明涉及核反應堆熱工水力技術領域，具體是一種高溫高壓核反應堆試驗回路裝置。

背景技術

高溫高壓管道在工業(yè)系統(tǒng)中常常存在于核心部位。例如核電站中的反應堆一回路；反應堆一回路系統(tǒng)又稱為主冷卻劑系統(tǒng)，它主要包括反應堆壓力容器、蒸汽發(fā)生器、核主泵和穩(wěn)壓器。反應堆壓力容器內(nèi)部放置著堆芯燃料，在反應堆運行過程中裂變產(chǎn)生熱量；堆芯產(chǎn)生的熱量由核主泵驅(qū)動一回路中的冷卻劑帶出堆芯；一回路中的冷卻劑水在堆芯進口的溫度約為290℃，在堆芯出口的溫度約為350℃，一回路內(nèi)的壓力為17MPa，在這樣的高溫高壓條件下，冷卻水會處于欠熱狀態(tài)；冷卻水流經(jīng)蒸汽發(fā)生器將一回路水的熱能傳送給二回路，然后把二回路給水轉(zhuǎn)化為蒸汽，以推動渦輪發(fā)電機。其中，一回路管路中連接著穩(wěn)壓器，其主要作用時維持一回路冷卻水的壓力，防止超壓。

實驗對于核反應堆工程的發(fā)展一直都起著至關重要的作用，所有新的物理現(xiàn)象、絕大多數(shù)流體動力學理論及其數(shù)學模型都是首先通過實驗測量而獲得的。例如，高雷諾數(shù)慣性湍流流態(tài)的判定、極低雷諾數(shù)彈性湍流現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)、邊界層理論的建立、邊界層動量積分方程的推導無不是在實驗的基礎上來完成的。計算流體動力學(Computational?Fluid?Dynamics，簡稱CFD)技術的發(fā)展同樣離不開實驗的支持。雷諾平均方法(Reynolds?Averaged?Method，簡稱RANS)中所用的各種湍流模型都是基于流動某一方面特性而建立起來的。對于核反應堆工程的設計和研究中所用的CFD技術等，同樣在工程應用之前必須先通過試驗數(shù)據(jù)的驗證。

目前，對反應堆一回路工況的模擬主要分為兩大類：一種為軟件數(shù)值模擬，如MELCORE、RELAPSE、FLOWMASTER、CFD等等，通過物理公式編程程序?qū)Ψ磻岩换芈返臒峁にμ匦浴踩缘冗M行模擬；另一種為試驗模擬，主要通過制造局部的高溫高壓輻照環(huán)境，對反應堆內(nèi)的材料樣片進行實驗，分析材料在一回路中的腐蝕、開裂和老化等特性。上述兩種情況均無法提供模擬高溫高壓工況下反應堆一回路系統(tǒng)管路特性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術中存在的上述不足，提供了一種高溫高壓核反應堆試驗回路裝置。該裝置對模擬核反應堆一回路高溫高壓工況下的工作特征更為精確、高效、可靠。

本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的。

一種高溫高壓核反應堆試驗回路裝置，包括整體結構為閉式循環(huán)管路的主回路、市水回路、穩(wěn)壓回路、供壓回路、供水回路、溢流回路以及容控箱，所述市水回路與容控箱相連接，所述容控箱分別通過穩(wěn)壓回路、供壓回路、供水回路和溢流回路與主回路相連接；其中：

-主回路，為高溫高壓試驗回路，用于提供一個高溫高壓試驗回路工況；

-市水回路，通過容控箱向主回路供水；

-穩(wěn)壓回路，用于維持主回路中的壓力；

-供壓回路，用于向主回路供壓和泄壓；

-供水回路，用于向主回路供水。

優(yōu)選地，所述主回路包括：主回路管路以及設置于主回路管路上的調(diào)節(jié)閥、渦街流量計、第一高位排氣裝置、試驗泵以及電加熱器；所述試驗泵上連接有測功電機以及壓力變動器。

優(yōu)選地，所述主回路還包括如下任一個或任多個部件：

-第一截止閥，設置于高位排氣裝置與主回路管路之間；

-若干第一溫度計，設置于主回路管路上；

-若干第一壓力計，設置于主回路管路上；

-若干第二截止閥，設置于任一個第一壓力計與主回路管路之間。

優(yōu)選地，所述主回路上還連接有主回路支路，所述主回路支路上連接有由減縮管和漸擴管連接形成的小管路；主回路的運行溫度為350℃；主回路的運行壓力為15.5MPa；主回路支路和小管路內(nèi)的流量總和與主回路內(nèi)的流量總和相等。

優(yōu)選地，所述市水回路包括連接于市水與容控箱之間的市水回路管路，所述市水與容控箱之間的市水回路管路上依次設有第一電磁閥和第三截止閥。

優(yōu)選地，所述供壓回路包括：供壓回路管路以及設置于供壓回路管路上的供壓泵。

優(yōu)選地，所述供壓回路管路上還設置有如下任一個或任多個部件：

-若干第四截止閥；

-第二壓力計。

優(yōu)選地，所述供水回路包括：供水回路管路以及依次設置于容控箱和主回路之間的供水回路管路上的過濾器、給水泵和止回閥。

優(yōu)選地，所述供水回路管路上還設置有如下任一個或任多個部件：

-流量計；

-第二溫度計；

-若干第五截止閥。