[發明專利]基于外置噴淋的核反應堆安全殼冷卻模擬系統及方法

有效

• 申請號: 201610165092.8
• 申請日: 2016-03-22
• 公開（公告）號: CN105788682B
• 公開（公告）日: 2017-07-18
• 發明（設計）人: 曹學武;彭程;佟立麗
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G21C17/003
• 分類號: G21C17/003;G21D3/04
• 代理公司: 上海交達專利事務所31201
• 代理人: 王毓理,王錫麟

1.一種基于外置噴淋的核反應堆安全殼冷卻模擬系統，其特征在于，包括：安全殼、質譜儀、數據采集裝置、實驗氣體噴口、依次相連的原水高位水箱、變頻噴淋水泵、噴淋噴頭和儲液箱，其中：噴淋噴頭位于安全殼外正上方，實驗氣體噴口位于安全殼內；數據采集裝置和質譜儀位于安全殼外，并采集安全殼內的信息數據和樣品數據；

所述的信息數據包括：溫度、壓力和流量數據；

所述的變頻噴淋水泵與噴淋噴頭之間依次串聯設有電磁球閥、入口流量計、進口熱電偶、進口壓力傳感器和實驗閘閥；所述的噴淋噴頭與儲液箱之間依次串聯設有出口熱電偶、出口流量計和電磁球閥，其中：出口熱電偶位于流道的出口；

所述的進口壓力傳感器與儲液箱之間并聯設有注水閘閥。

2.根據權利要求1所述的核反應堆安全殼冷卻模擬系統，其特征是，所述的原水高位水箱與變頻噴淋水泵之間設有電磁球閥。

3.根據權利要求1所述的核反應堆安全殼冷卻模擬系統，其特征是，所述的安全殼外設有上部保溫層和下部保溫層；安全殼內設有與質譜儀相連的濃度采樣點；所述的上部保溫層與安全殼壁面間的間隙形成噴淋水的流道。

4.根據權利要求1所述的核反應堆安全殼冷卻模擬系統，其特征是，所述的噴淋噴頭為噴淋角度大于110°的扇形噴嘴，噴出的額定流量為3m³/h，揚程大于25m。

5.根據權利要求1所述的核反應堆安全殼冷卻模擬系統，其特征是，所述的原水高位水箱的容量為一次實驗用噴淋水量的1.5～2倍。

6.一種應用權利要求1～5中任一所述核反應堆安全殼冷卻模擬系統的方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、在原水高位水箱中注入略多于一次實驗用噴淋水量，關閉實驗閘閥，打開注水閘閥，根據實驗工況表調控變頻噴淋水泵進行初次供水，直至入口流量計測得的變頻噴淋水泵泵出的噴淋水的流量達到實驗工況要求；

步驟2、關閉注水閘閥，打開實驗閘閥，變頻噴淋水泵泵出的噴淋水經過噴淋噴頭后回收至儲液箱；噴淋噴頭對安全殼進行噴淋，安全殼內的數據采集裝置開始記錄入口流量計、進口熱電偶、進口壓力傳感器、出口熱電偶和出口流量計的讀數，記錄自出口水流量穩定后至出口流量計不再計數所經歷的時間；同時，安全殼內部各濃度采樣點開始采樣，并將樣品送入質譜儀分析記錄；

所述的出口水流量穩定是指：出口的水流量變化值小于等于出口流量計總量程的±10％；

步驟3、達到噴淋持續時間后，關閉入口流量計與變頻噴淋水泵之間的電磁球閥、實驗閘閥和變頻噴淋水泵，進行后續數據處理；

所述的后續數據處理是指：根據數據采集裝置采集到的信息數據，整合外部的信息數據，得到基于平均換熱性能的安全殼內各點氫氣濃度分布變化圖。