[發明專利]多環路耦合導熱的非能動余熱排出系統試驗模擬裝置

有效

• 申請號: 201711009530.2
• 申請日: 2017-10-25
• 公開（公告）號: CN107799193B
• 公開（公告）日: 2019-11-05
• 發明（設計）人: 胡鈺文;宮厚軍;徐建軍;譚曙時;胡俊
• 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;G21C15/18
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 王記明

本發明公開了多環路耦合導熱的非能動余熱排出系統試驗模擬裝置，包括反應堆模擬體及一回路系統、非能動余熱排出系統、海水系統，其中：反應堆模擬體及一回路系統：用于模擬反應堆的在停堆或者工況事故狀態下的熱力學狀態；非能動余熱排出系統：用于將反應堆模擬體及一回路系統產生的熱量排出，將熱量通過應急冷凝器傳遞給海水系統；海水系統：模擬海水輸入，并將應急冷凝器的熱量帶走并排出。本發明通過在余熱排出熱交換器二次側產生的蒸汽通過自然循環管道排放到應急冷凝器進行冷卻形成欠熱水的過程中增加一個余熱排出回路控制閥門，從而可以模擬出多種工況下的余熱排出情況，可以通過余熱排出回路控制閥門調節出不同的排出阻力。

技術領域

本發明涉及反應堆停堆或工況事故狀態下的余熱排出試驗領域，具體涉及多環路耦合導熱的非能動余熱排出系統試驗模擬裝置。

背景技術

反應堆在停堆后相當長一段時間內，由于剩余燃料裂變和裂變產物衰變而產生余熱，不斷產生的余熱使堆芯溫度壓力逐步升高；為保證反應堆的安全，必須及時可靠地排出反應堆的余熱，否則會發生堆芯熔化壓力邊界和安全殼破損等事故。非能動余熱排出技術作為先進壓水堆核電站的主要特點受到了核電發達國家的重視，國內外多種先進堆型均采用了非能動安全技術。

非能動余熱排出系統作為先進水冷反應堆中的重要安全系統之一，可以提高反應堆的安全性能。為了提高反應堆的安全性能，各國都對非能動余熱排出技術在反應堆中的應用開展了熱工水力分析和試驗研究。非能動余熱排出系統依靠回路中工質密度差和位差所形成的驅動力，克服回路中的流動阻力，使工質產生循環流動，使停堆后的反應堆持續得到冷卻。

非能動余熱排出系統熱工水力特性是反應堆安全性能的重要研究內容，非能動余熱排出系統的熱工水力特性研究對反應堆安全系統、控制系統的設計論證、提高反應堆安全性能具有重要的意義。研究表明，影響非能動余熱排出系統的熱工水力特性的因素很多，系統的幾何參數以及非能動余熱排出系統的不同布置方式都會對其產生不同程度的影響，目前非能動余熱排出系統的熱工水力特性一般都是通過開展試驗來進行研究。由于多環路耦合的非能動余熱排出系統工作方式的特殊性，其流動、傳熱等熱工水力特性與常規水冷反應堆簡單非能動余熱排出系統存在差異，其熱工水力特性研究難度較大，目前國內、外對于多環路耦合導熱的反應堆非能動余熱排出系統熱工水力特性研究并不充分。

經專利查新，目前國內外沒有針對多環路耦合導熱的非能動余熱排出系統的熱工水力實驗裝置。

綜上所述，以上文獻、專利均沒有涉及多環路耦合導熱的非能動余熱排出系統熱工水力實驗裝置設計，且目前的熱工水力實驗裝置的設計不滿足多環路耦合導熱的非能動余熱排出系統實驗要求。

發明內容

本發明的目的在于提供多環路耦合導熱的非能動余熱排出系統試驗模擬裝置，解決現有技術中的非能動模擬實驗裝置不滿足多環路耦合導熱的非能動余熱排出系統實驗要求的問題，達到能夠承受高溫高壓、高電流，能夠實現對原型的模擬且能夠多次重復地開展熱工水力實驗的目的。

本發明通過下述技術方案實現：

多環路耦合導熱的非能動余熱排出系統試驗模擬裝置，包括反應堆模擬體及一回路系統、非能動余熱排出系統、海水系統，其中：反應堆模擬體及一回路系統：用于模擬反應堆的在停堆或者工況事故狀態下的熱力學狀態；非能動余熱排出系統：用于將反應堆模擬體及一回路系統產生的熱量排出，將熱量通過應急冷凝器傳遞給海水系統；海水系統：模擬海水輸入，并將應急冷凝器的熱量帶走并排出。本發明的試驗裝置包括三大部分：反應堆模擬體及一回路系統、非能動余熱排出系統、海水系統，與現有技術相比，本發明的重要區別是通過應急冷凝器作為熱傳遞排出的手段，可以大大提高排熱的能力，從而可以實現多種工況事故的模擬排熱，而且其能夠承受高溫高壓、高電流，能夠實現對原型的模擬且能夠多次重復地開展熱工水力實驗。