[發明專利]反應堆熱工水力模擬試驗裝置及流體動力學特性模擬方法

有效

• 申請號: 201610930458.6
• 申請日: 2016-10-31
• 公開（公告）號: CN106340329B
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發明（設計）人: 唐瑜;黃彥平;徐建軍;謝添舟;譚曙時;彭興建
• 申請（專利權）人: 中國核動力研究設計院
• 主分類號: G21C17/00
• 分類號: G21C17/00;G21C17/017
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙)51220
• 代理人: 郭受剛

1.反應堆熱工水力模擬試驗裝置，其特征在于，包括反應堆模擬體（1）、蒸汽發生器模擬體（3）及主循環泵（6），所述蒸汽發生器模擬體（3）入口和出口分別通過管道與反應堆模擬體（1）出口、主循環泵（6）入口接通，所述主循環泵（6）出口通過管道與反應堆模擬體（1）入口接通；所述蒸汽發生器模擬體（3）入口與反應堆模擬體（1）出口之間的管道上設有熱段阻力調節件（2），所述蒸汽發生器模擬體（3）出口與主循環泵（6）入口之間的管道上設有冷段阻力調節件（4）和止回閥（5），所述止回閥（5）位于冷段阻力調節件（4）與主循環泵（6）之間，所述主循環泵（6）出口與反應堆模擬體（1）入口之間的管道上設有泵路阻力調節件（7）和文丘里流量計（8），所述泵路阻力調節件（7）位于主循環泵（6）與文丘里流量計（8）之間；

還包括熱段壓差變送器（9）、冷段壓差變送器（10）及泵路壓差變送器（11），所述熱段壓差變送器（9）和泵路壓差變送器（11）兩者正壓端均與泵路阻力調節件（7）和文丘里流量計（8）之間的管道接通，熱段壓差變送器（9）和冷段壓差變送器（10）兩者負壓端均與熱段阻力調節件（2）和蒸汽發生器模擬體（3）之間的管道接通，冷段壓差變送器（10）正壓端和泵路壓差變送器（11）負壓端均與冷段阻力調節件（4）和止回閥（5）之間的管道接通。

2.根據權利要求1所述的反應堆熱工水力模擬試驗裝置，其特征在于，還包括穩壓器（12），所述穩壓器（12）與反應堆模擬體（1）的出口接通。

3.根據權利要求1或2所述的反應堆熱工水力模擬試驗裝置，其特征在于，所述熱段阻力調節件（2）、冷段阻力調節件（4）及泵路阻力調節件（7）均采用孔板。

4.基于權利要求1～3中任意一項所述的反應堆熱工水力模擬試驗裝置的流體動力學特性模擬方法，其特征在于，包括非泵路流體動力學特性模擬和泵路流體動力學特性模擬；

所述非泵路流體動力學特性模擬包括以下步驟：

步驟A1、根據反應堆一回路的強迫循環基準工況確定熱段阻力調節件（2）和冷段阻力調節件（4）兩者所需達到的阻力系數值，并調節熱段阻力調節件（2）和冷段阻力調節件（4）達到所需的阻力系數值；

步驟A2、啟動主循環泵（6），調節流量至基準流量，調節反應堆熱工水力模擬試驗裝置的反應堆模擬體（1）使其溫度和壓力達到基準值；

步驟A3、采集熱段壓降、冷段壓降，并采用文丘里流量計（8）采集流量，然后根據測試值計算出熱段和冷段的阻力系數；

步驟A4、將計算出的熱段和冷段的阻力系數與設定的阻力系數目標值對比，若偏差在允許的誤差范圍內，則流體動力學特性模擬完成，否則，根據偏差的大小調節熱段阻力調節件（2）和冷段阻力調節件（4），重復步驟A3～A4，直到阻力系數在允許的誤差范圍為止；

所述泵路流體動力學特性模擬包括以下步驟：

步驟B1、根據反應堆一回路的自然循環基準工況確定泵路阻力調節件（7）所需達到的阻力系數值，并控制泵路阻力調節件（7）達到所需的阻力系數值；

步驟B2、調節反應堆熱工水力模擬試驗裝置的反應堆模擬體（1）使其壓力及平均溫度達到基準值；

步驟B3、采集泵路壓降，并采用文丘里流量計（8）采集流量，然后根據測試值計算出泵路的阻力系數；

步驟B4、將計算出的泵路的阻力系數與設定的阻力系數目標值對比，若偏差在允許的誤差范圍內，則泵路的流體動力學特性模擬完成，否則，根據偏差的大小調節泵路阻力調節件（7），重復步驟B3～B4，直到泵路阻力系數在允許的誤差范圍為止。

5.根據權利要求4所述的流體動力學特性模擬方法，其特征在于，所述步驟A1包括以下步驟：

步驟A1.1、根據反應堆原型一回路運行參數確定強迫循環的基準工況，其中，強迫循環的基準工況包括基準熱工參數和反應堆原型非泵路的基準壓降；

步驟A1.2、根據基準壓降與基準熱工參數計算出模擬試驗裝置冷段和熱段所需達到的阻力系數目標值；

步驟A1.3、根據阻力系數目標值與未裝阻力調節件前模擬試驗裝置的阻力系數的差值得到需要通過阻力調節件提供的阻力系數值；

步驟A1.4、調節熱段阻力調節件（2）和冷段阻力調節件（4）達到計算出的阻力系數值。

6.根據權利要求5所述的流體動力學特性模擬方法，其特征在于，所述強迫循環的基準工況中基準熱工參數包括基準流量、基準溫度及基準壓力。