[發明專利]一種熔融物堆內滯留壓力容器外部冷卻試驗臺架

有效

• 申請號: 201710139067.7
• 申請日: 2017-03-09
• 公開（公告）號: CN106952669B
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發明（設計）人: 陸道綱;高尚;王漢
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: G21C17/00
• 分類號: G21C17/00
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 朱琨

本發明屬于核電技術領域，尤其涉及一種熔融物堆內滯留壓力容器外部冷卻試驗臺架。為解決當前國內外對于IVR?ERVC的相關研究大多采用全尺寸模型來模擬下封頭，建造時間長，花費金額較大的問題。本發明提出一種熔融物堆內滯留壓力容器外部冷卻試驗臺架。試驗臺架包括試驗段、系統回路以及輔助系統，具體包括加熱系統、U型槽、絕緣墊片、不銹鋼加熱板、電源、上升管段、水箱、換熱器、下降管段、數據采集及信號控制系統和電源控制系統；本發明采用縮比方法對原型尺寸進行縮比，既能縮短工期、減少成本，又能保證實驗的準確性，同時本發明針對的是特定堆型，即CAP1400堆型，能夠為特定堆型的研究提供一定的理論支持。

技術領域

本發明屬于核電技術領域，尤其涉及一種熔融物堆內滯留壓力容器外部冷卻試驗臺架。

背景技術

在核電發展歷程中，核安全一直是人們所關心的重點問題。雖然核電廠已經采取了一系列的措施來避免嚴重事故的發生，但是極端條件下仍可能發生超設計基準的嚴重事故，如三里島事故，切爾諾貝利事故和福島事故。一旦嚴重事故發生，可能造成蒸汽爆炸、釋放大量放射性物質等嚴重后果。調查表明，核電廠一旦發生事故，只要保證壓力容器和安全殼的完整性，就能大量減少放射性物質的釋放。自此之后，國際上逐漸形成了熔融物堆內滯留的壓力容器外部冷卻嚴重事故緩解策略，即冷卻水流過壓力容器外壁與保溫層之間形成的流道，將通過壓力容器下封頭壁面導出的熔融物的熱量帶出，從而防止壓力容器下封頭表面發生沸騰臨界，保證下封頭的完整性。目前，IVR-ERVC已經成為以AP1000系列為代表的第三代先進核電技術中一項核心的嚴重事故緩解措施。同樣，在其他先進核反應堆型中，EVR-ERVC同樣具有廣闊的應用前景。然而目前國外的研究大部分都是采用1:1比例的模型來模擬下封頭，即使取切片模型也是全尺寸模擬，這樣耗費的時間較多，工程量比較大，并且在實驗過程中也會出現很多問題。

發明內容

針對上述問題，本發明提出一種熔融物堆內滯留壓力容器外部冷卻試驗臺架，包括試驗段、系統回路以及輔助系統；所述試驗段的頭部和尾部通過法蘭與系統回路連接，系統回路與輔助系統相連；所述試驗段包括加熱系統、U型槽、加熱板和密封絕緣墊片；加熱系統固定于加熱板上，加熱板與U型槽構成流道系統，在加熱板與U型槽接觸處安裝有絕緣墊片，用來密封加熱板與U型槽之間的空隙；所述試驗段為模擬先進大功率壓水堆CAP1400壓力容器下封頭一部分，采用1:14縮比下封頭結構，其中半徑采用1:5縮比，并且二維切片各弧段的加熱板厚度依次增大。

所述加熱板的兩端分別設置正電極與負電極，用來調節不同厚度的加熱板的熱流密度的大小，加熱系統固定在加熱板兩端的兩個電極上，在加熱板朝內的表面焊接測溫線，用來測量加熱段的內壁溫度，在試驗段的入口、出口和流道中分別布置與加熱板的不同厚度相對應的熱電偶，熱電偶通過U型槽外表面插入到流道中，用來測量流道水溫，所述加熱板的加熱方式采用交流電直接加熱，通過加熱板的不同厚度來實現各弧段不同的熱流密度。

所述系統回路包括上升管段、水箱、換熱器和下降管段，所述水箱通過法蘭與上升管段連接，水箱底部通過兩條管道與換熱器連接，水箱上面開有出氣口，與外界空氣接觸，側面開有進水口，與供水管路連接，在水箱進水口位置設置進口閥門，水箱出水口位置設置出口閥門，進口閥門和出口閥門用來調節流量的大小；與水箱底部相連接的所有管道均設有法蘭段，通過添加或者減少這些通道法蘭段處的管段可以改變水箱高度；在下降管段設有流量計，用來實時監控流量。

所述輔助系統包括電源、數據采集及信號控制系統和電源控制系統，電源、電源控制系統和數據采集及信號控制系統依次相連，數據采集及信號控制系統與電源控制系統通過系統回路分別與試驗段相連，所述數據采集及信號控制系統采用NI的采集系統，數據采集及信號控制系統的采集線分別連接到加熱系統上布置的熱電偶上。

一種熔融物堆內滯留壓力容器外部冷卻試驗臺架的工作方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：讓回路中充滿水，確保回路密封性良好；