[發明專利]用于核電站安全殼性能試驗及研究的縮比例綜合性試驗裝置

在審

• 申請號: 201610961891.6
• 申請日: 2016-10-28
• 公開（公告）號: CN108010592A
• 公開（公告）日: 2018-05-08
• 發明（設計）人: 常華健;趙瑞昌;陽祥;范普成;劉云焰;常磊;江小松;樊煥然;周明正;安旭;毛從清;施文博;蔡林智
• 申請（專利權）人: 國核華清（北京）核電技術研發中心有限公司
• 主分類號: G21C15/18
• 分類號: G21C15/18;G21C17/10;G21C17/112;G21C9/004;G21C9/012
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 鄧雪萌;譚祐祥

1.一種用于核電站安全殼性能試驗及研究的縮比例綜合性試驗裝置，其特征在于，其包括：

試驗殼本體，其由一個直筒段和上、下兩個橢圓封頭焊接而成；

蒸汽供應系統，其用于模擬事故質能釋放邊界條件，蒸汽供應系統通過快速開啟/關閉閥門、快速調節閥以及減溫減壓裝置對蒸汽噴放流量變化率和蒸汽參數進行控制，蒸汽供應系統由蓄熱器支路、蒸汽主管道支路組成，通過對調節閥、減壓閥的控制和大小流量的切換，可以使蒸汽以不同的流量和參數狀態瞬間向試驗殼內噴放；

氦氣充注系統，其將氦氣充注到試驗殼內部，與蒸汽、空氣混合后達到不同濃度的摩爾濃度，模擬不凝性氣體對安全殼換熱的影響；

冷卻水供應系統，其模擬安全殼噴淋水邊界條件，冷卻水供應系統由儲水罐、電加熱器、分配水箱、水分配器、冷卻水泵和閥門及儀表組成；

冷凝水回收系統，其用于收集試驗殼本體內部蒸汽冷凝水，冷凝水收集系統設計為多條支路，每條冷凝水支路均與試驗殼本體連接，經過浮球式自動疏水閥，將蒸汽與冷凝水分離后，流經質量流量計、熱電偶和壓力表后，匯流通過換熱器，降溫后收集至回收水箱進行稱重；

冷卻水收集系統，其用于收集殼體未蒸發冷卻水，冷卻水收集系統由與試驗殼本體收集水槽連接的收集口導入未蒸發冷卻水，通過管道，依靠冷卻水自身重力流入地坑；

循環冷卻水系統，其將冷凝水收集系統導出的高溫水的熱量通過閉式循環導出至大氣空間，循環冷卻水系統由循環泵、循環水罐、空冷塔、熱交換器、閥門和儀表組成；

壓縮空氣及抽真空系統，其包括壓縮空氣系統和抽真空系統，壓縮空氣系統為試驗殼本體和回路儀表提供壓縮空氣，壓縮空氣系統由空壓機、冷干機、儲氣罐、閥門和儀表等組成，抽真空系統對試驗殼進行抽真空，抽真空系統由真空泵、閥門和儀表組成；

測量和控制系統，控制系統實現臺架的遠程/就地控制和緊急情況下的安全保護功能；測量系統包括本體及回路上溫度、壓力、流速、濕度等參量的測量儀表以及氣體成分分析系統、水膜視頻采集系統用于測量殼內不同位置處的氣體成分和殼外水膜覆蓋率的測量；以及

電氣系統，其用于向用電設備提供電力支持和功率分配及保護功能。

2.根據權利要求1所述的用于核電站安全殼性能試驗及研究的縮比例綜合性試驗裝置，試驗殼本體的頂封頭上部設置水分配器，用于將除鹽水均勻的噴淋到試驗殼頂封頭外表面上，并達到預設的水膜覆蓋率。

3.根據權利要求1所述的用于核電站安全殼性能試驗及研究的縮比例綜合性試驗裝置，水分配器由塔架頂部的分配水箱提供冷卻水，主路上安裝調節閥和流量計，用于控制總流量；每個支路上分別設置氣動調節閥，用于獨立控制每個支路的流量，噴淋到試驗殼外表面上未蒸發完的剩余冷卻水由殼體外部的收集槽收集后導入到冷卻水收集系統進行測量。

4.根據權利要求1所述的用于核電站安全殼性能試驗及研究的縮比例綜合性試驗裝置，試驗殼本體包括試驗殼及殼內構件、空氣導流罩和水分配器，試驗殼內設置了環吊模擬體、蒸汽發生器模擬體、操作平臺、換料水池隔間、蒸汽噴口。

5.根據權利要求1所述的用于核電站安全殼性能試驗及研究的縮比例綜合性試驗裝置，殼體的內表面上部、中部、下部處設置有冷凝水收集槽，分別收集穹頂，殼內直筒段表面上部和殼內直筒段表面中部的冷凝水。

6.根據權利要求1所述的用于核電站安全殼性能試驗及研究的縮比例綜合性試驗裝置，試驗殼體底部設有蒸汽注入口和冷凝水收集管路接口；殼底部還設有充注壓縮空氣、抽真空和充注氦氣的復用接口，殼體上還設置多個公稱直徑為200mm的玻璃視鏡口，用于觀察殼內流場情況，殼體上還設置了一個人孔，其公稱直徑例如為600mm，用于人員、設備和材料的進出。

7.根據權利要求1所述的用于核電站安全殼性能試驗及研究的縮比例綜合性試驗裝置，殼內構件包括環吊與小車模擬體、蒸汽發生器模擬體、殼內隔間、蒸汽噴口、操作平臺和維修平臺、熱阱模擬體和自由容積填充物。