[發明專利]一種二次側非能動余熱排出系統試驗研究裝置

在審

• 申請號: 201611265331.3
• 申請日: 2016-12-30
• 公開（公告）號: CN106653109A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 祝圓;張明興;吳其方;劉力;孫都成;郗昭;李勇;黃曉景;仇蘇辰;陳昌貽;郝祿祿;謝文雄;鄭靜;李建立;王志強
• 申請（專利權）人: 福建福清核電有限公司
• 主分類號: G21C15/18
• 分類號: G21C15/18;G21C17/00;G21C17/022;G09B23/20
• 代理公司: 核工業專利中心11007
• 代理人: 張雅丁

技術領域

本發明屬于壓水堆核電研究設計技術領域，具體涉及一種二次側非能動余熱排出系統的試驗研究裝置。

背景技術

華龍一號三代核電技術是在具有長期運行經驗的二代加反應堆基礎上，為滿足三代反應堆技術要求而創造性地增設了二次側非能動余熱排出系統(簡稱“PRS系統”)。華龍一號三代反應堆審評要求對新增最主要內容之一的PRS系統的運行特性和可靠性進行實驗驗證。

PRS系統用于在發生全廠斷電事故且輔助給水系統汽動泵系列失效工況下，系統投入運行，在不超過冷卻劑壓力邊界設計條件的前提下，通過蒸發器導出堆芯余熱及反應堆冷卻劑系統各設備的儲熱，在72小時內將反應堆維持在安全狀態。在完全喪失給水的工況下，PRS系統投入運行，降低一回路的溫度和壓力。

PRS系統通過應急余熱排出冷卻器內流體溫度差建立自然循環，利用應急冷卻器及相連接管道內水的流動，連續不斷的將蒸發器內的熱量帶到安全殼外，在安全殼外設置換熱水箱，通過換熱水箱中冷卻水導出冷卻器中從蒸發器帶出的熱量，最終通過換熱水箱中冷卻水的蒸發將熱量排至大氣環境。反應堆每個環路的對應一個非能動余熱排出系列，包括一臺應急余熱排出冷卻器，應急補水箱一、應急補水箱二，一個換熱水箱以及必要的閥門、管道和儀表。蒸汽管線首先貫穿安全殼，在安全殼外分成兩個支路，一個支路連接應急余熱排出冷卻器入口，另一個支路與兩臺應急補水箱入口相連，冷卻器布置在換熱水箱底部的冷凝器隔間，冷凝水管道連接應急余熱排出冷卻器下封頭，凝水管出口與應急補水箱的注入管線合并后通過貫穿件返回到安全殼內，與蒸發器5的給水管道相連。

由于PRS系統是創新的、先進的非能動換熱系統，且從未在核電廠中有實際工程應用，因此在設計階段需進行必要模擬試驗驗證工作，以充分確定設計方案合理可行，保證PRS系統可在發生完全喪失給水事故時能夠實現預期的安全功能。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種二次側非能動余熱排出系統的試驗研究裝置，確定二次側非能動余熱排出系統的設備設計和系統設計合理可行，能夠實現預期安全功能。

為了實現這一目的，本發明采取的技術方案是：

一種二次側非能動余熱排出系統試驗研究裝置，該裝置包括蒸發器模擬體，冷卻器模擬體，第一補水箱模擬體，第二補水箱模擬體，應急冷卻水箱模擬體，第一節流件，第二節流件，U形電熱元件，應急補水箱模擬體入口快關快開閥，應急補水箱模擬體出口快關快開閥，冷卻器模擬體出口快關快開閥，大氣釋放閥，蒸發器模擬體排水閥，回路排氣閥；

所述蒸發器模擬體包括給水入口和蒸汽出口，蒸發器模擬體的蒸汽出口連接蒸汽管道，給水入口連接進水管道；

冷卻器模擬體包括蒸汽入口和凝水出口，凝水出口連接凝水管道；

蒸發器模擬體的蒸汽出口和冷卻器模擬體的蒸汽入口通過蒸汽管道聯通；

第一補水箱模擬體、第二補水箱模擬體之間為并聯連接，并聯之后上端通過蒸汽管道與蒸發器模擬體連通；

第一補水箱模擬體、第二補水箱模擬體并聯連接的上端與蒸汽管道之間的管道上設置應急補水箱模擬體入口快關快開閥；

在第一補水箱模擬體、第二補水箱模擬體和冷卻器模擬體并聯連接的上端與蒸發器模擬體的蒸汽出口之間的蒸汽管道中設置第一節流件；

第一補水箱模擬體、第二補水箱模擬體并聯的下端通過補水管道與凝水管道匯合后，通過進水管道與蒸發器模擬體的給水入口連通；在進水管道中設置第二節流件；

分別在補水管道、凝水管道上設置應急補水箱模擬體出口快關快開閥，冷卻器模擬體出口快關快開閥；

在蒸發器模擬體底部設置蒸發器模擬體排水閥，在蒸汽管道高點設置回路排氣閥。

進一步的，如上所述的一種二次側非能動余熱排出系統試驗研究裝置，所述蒸汽管道、凝水管道、補水管道及進水管道上均設置有流量計。

進一步的，如上所述的一種二次側非能動余熱排出系統試驗研究裝置，通過控制U形電熱元件的輸入電功率，使蒸汽-水自然循環系統升溫，升溫速率不大于50℃/h。

進一步的，如上所述的一種二次側非能動余熱排出系統試驗研究裝置，大氣釋放閥設置為自動開啟和關閉，開啟壓力為7.85MPa，關閉壓力為7.5MPa。

一種二次側非能動余熱排出系統試驗研究方法，具體包括如下步驟：

a)建立二次側非能動余熱排出系統熱工水力特性實驗模擬裝置；

b)完成試驗模擬裝置的冷、熱態調試工作；