[發(fā)明專利]反應(yīng)堆一回路并聯(lián)泵路系統(tǒng)流體動(dòng)力模擬系統(tǒng)及校準(zhǔn)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610192263.6
• 申請(qǐng)日: 2016-03-30
• 公開（公告）號(hào): CN105788679B
• 公開（公告）日: 2017-03-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐瑜;黃彥平;徐建軍;謝添舟;譚曙時(shí)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院
• 主分類號(hào): G21C17/00
• 分類號(hào): G21C17/00
• 代理公司: 成都行之專利代理事務(wù)所(普通合伙)51220
• 代理人: 廖慧敏

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種模擬系統(tǒng)，具體涉及反應(yīng)堆一回路并聯(lián)泵路系統(tǒng)流體動(dòng)力模擬系統(tǒng)及模擬方法。

背景技術(shù)

核動(dòng)力反應(yīng)堆一回路冷卻水在強(qiáng)迫循環(huán)工況下主要依靠循環(huán)泵的驅(qū)動(dòng)在回路中運(yùn)行。從安全角度出發(fā)，在反應(yīng)堆原型的設(shè)計(jì)中通常采用雙泵制，即每條環(huán)路配備一臺(tái)常用循環(huán)泵和一臺(tái)備用泵。常用泵和備用泵并聯(lián)而成的回路稱為循環(huán)泵路。

核動(dòng)力反應(yīng)堆在研發(fā)過程中，需要開展大量系統(tǒng)級(jí)的熱工水力試驗(yàn)。其中，反應(yīng)堆一回路并聯(lián)泵路的模擬對(duì)模擬一回路系統(tǒng)在自然循環(huán)工況、強(qiáng)迫循環(huán)工況以及兩種工況相互轉(zhuǎn)換過程中的熱工水力學(xué)特性有重要影響。

在開展核動(dòng)力反應(yīng)堆系統(tǒng)試驗(yàn)時(shí)，需要對(duì)強(qiáng)迫循環(huán)及自然循環(huán)工況下反應(yīng)堆一回路的運(yùn)行進(jìn)行模擬，其中，就包括對(duì)循環(huán)泵路的模擬。由于在自然循環(huán)和強(qiáng)迫循環(huán)工況下，原型泵路的流量分配方式及水力學(xué)特性完全不同，如何在模擬中兼顧兩者，是準(zhǔn)確模擬泵路，乃至整個(gè)反應(yīng)堆一回路的關(guān)鍵。

在以往開展反應(yīng)堆一回路熱工水力試驗(yàn)時(shí)，考慮到備用泵在正常情況下不參與回路運(yùn)轉(zhuǎn)，通常選擇用一條常用泵路來模擬并聯(lián)泵路。在自然循環(huán)工況下，備用泵前端壓力大于后端，流體可正向穿過備用泵和止回閥。由于設(shè)計(jì)的對(duì)稱性，備用泵路具有與常用泵路相同的流量分配方式及水力學(xué)特性，此時(shí)用一條泵路進(jìn)行模擬是可行的。但在強(qiáng)迫循環(huán)工況下，備用泵路后端壓力大于前端，由于止回閥的作用，水無法回流穿過循環(huán)泵，此時(shí)備用泵路為死水區(qū)，而常用泵路中流體正常流動(dòng)。在這種情況下，水流量分配方式及水力學(xué)特性采用一條泵路進(jìn)行模擬時(shí)并不準(zhǔn)確。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供反應(yīng)堆一回路并聯(lián)泵路系統(tǒng)流體動(dòng)力模擬系統(tǒng)及模擬方法，解決現(xiàn)有一條模擬泵路在強(qiáng)迫循環(huán)工況、自然循環(huán)工況以及強(qiáng)迫循環(huán)和自然循環(huán)轉(zhuǎn)換工況下進(jìn)行流量分配方式及水力學(xué)特性模擬時(shí)，模擬效果并不準(zhǔn)確的問題。

為了能有效達(dá)到更加準(zhǔn)確的測(cè)量效果，通常做法是采用原型一樣的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)雖然能有效達(dá)到測(cè)量準(zhǔn)確的目的，但采用與原支路完全相同的結(jié)構(gòu)，則會(huì)存在成本投入較高的問題。

為了能不僅僅達(dá)到模擬各種狀況下的水力特征，同時(shí)還能達(dá)到有效降低成本、使模擬效果更加準(zhǔn)確的目的，本發(fā)明采用一臺(tái)循環(huán)泵，兩個(gè)止回閥、兩套阻力調(diào)節(jié)件、兩套流量計(jì)以及必要的連接管道，可以有效完整地模擬自然循環(huán)工況、強(qiáng)迫循環(huán)工況及兩種工況相互轉(zhuǎn)換過程中反應(yīng)堆原型并聯(lián)泵路的水動(dòng)力學(xué)特性。

本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

反應(yīng)堆一回路并聯(lián)泵路系統(tǒng)流體動(dòng)力模擬系統(tǒng)，主泵模擬支路，以及與主泵模擬支路并聯(lián)的備用泵模擬支路；所述備用泵模擬支路包括并聯(lián)管道，設(shè)置在并聯(lián)管道上的第一阻力調(diào)節(jié)件、第一止回閥和第一流量計(jì)。

進(jìn)一步，所述主泵模擬支路包括主管道，以及設(shè)置在主管道上的第二阻力調(diào)節(jié)件、主泵、第二止回閥和第二流量計(jì)。

本發(fā)明采用與原型相同的并聯(lián)泵路結(jié)構(gòu)，并聯(lián)泵路的其中一條支路配置了泵和止回閥，另一條支路則采用阻力調(diào)節(jié)件來模擬泵與止回閥的形阻，采用簡易止回閥來模擬止回閥的通斷功能。為了能有效實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確模擬的目的，本發(fā)明上述模擬系統(tǒng)的具體校準(zhǔn)方法如下：

（1）在強(qiáng)迫循環(huán)工況下，調(diào)節(jié)主泵模擬支路上的阻力使其水力學(xué)特性與原型主泵支路相同；

（2）在自然循環(huán)工況下，根據(jù)原型備用泵支路和原型主泵支路的流量分配比例，通過阻力件調(diào)節(jié)備用泵模擬支路上的流體流量，使模擬的流量分配比例與原型的分配比例相同。

通過上述模擬系統(tǒng)的設(shè)置和校準(zhǔn)后，本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)下述目的：

在強(qiáng)迫循環(huán)工況下，本發(fā)明的系統(tǒng)可以模擬：

（1）反應(yīng)堆泵路原型中主泵支路運(yùn)行，備用泵支路關(guān)閉的運(yùn)行特性；

（2）強(qiáng)迫循環(huán)工況下主泵支路的水動(dòng)力特性。

在自然循環(huán)工況下，本發(fā)明的系統(tǒng)可以模擬：

（1）反應(yīng)堆泵路原型中主泵及備用泵支路均參與運(yùn)行的運(yùn)行特性；

（2）自然循環(huán)工況下主泵支路及備用泵支路的水動(dòng)力特性；

（3）自然循環(huán)工況下主泵支路及備用泵支路的流量分配特性；

（4）基于簡易止回閥的自動(dòng)啟閉功能，本系統(tǒng)還可模擬強(qiáng)迫循環(huán)工況和自然循環(huán)工況的相互轉(zhuǎn)換過程中，泵路原型的動(dòng)態(tài)水動(dòng)力特性。

同時(shí)，本發(fā)明通過上述備用泵支路結(jié)構(gòu)的設(shè)置，可采用具有正向?qū)ā⒎聪嘟財(cái)嗄芰Φ枇O小的簡易止回閥模擬原型備用泵支路中止回閥的通斷功能，在極大地節(jié)約了成本的同時(shí)有效保證模擬準(zhǔn)確性。

綜上可以看出，通過本發(fā)明的設(shè)置，不僅能夠完整準(zhǔn)確地模擬各種情況下并聯(lián)泵路的水力特性，還能使試驗(yàn)成本下降，同時(shí)還能有效促使模擬準(zhǔn)確性顯著增加，效果十分顯著。