[發(fā)明專利]運動條件下海水環(huán)境模擬裝置及模擬方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910724266.3
• 申請日: 2019-08-07
• 公開（公告）號: CN110422276B
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發(fā)明（設計）人: 宮厚軍;徐建軍;胡鈺文;胡俊;譚曙時
• 申請（專利權）人: 中國核動力研究設計院
• 主分類號: B63B71/20
• 分類號: B63B71/20
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 唐邦英

本發(fā)明公開了運動條件下海水環(huán)境模擬裝置及模擬方法，所述境模擬裝置包括海水環(huán)境模擬箱、換熱器、儲水箱、循環(huán)泵、流量調(diào)節(jié)閥，所述海水環(huán)境模擬箱、換熱器通過管道連接形成第一循環(huán)回路，所述海水環(huán)境模擬箱、換熱器設置在運動平臺上，所述海水環(huán)境模擬箱、儲水箱、循環(huán)泵、流量調(diào)節(jié)閥通過管道依次連接形成第二循環(huán)回路，所述儲水箱配合設置有中間換熱器，所述儲水箱和循環(huán)泵設置在鋼平臺上。本發(fā)明能夠?qū)Ｋh(huán)境進行準確模擬，實現(xiàn)對船用堆非能動余熱排出系統(tǒng)實際運行情況的模擬，能夠用于開展運動條件下反應堆非能動余熱排出實驗。

技術領域

本發(fā)明涉及與海水冷卻相關的非能動余熱排出實驗技術領域，具體涉及運動條件下海水環(huán)境模擬裝置及模擬方法。

背景技術

船用堆設計有非能動余熱排出系統(tǒng)，即將海水作為最終熱阱，應用海水作為換熱器的冷卻工質(zhì)，通過自然循環(huán)方式實現(xiàn)換熱器冷卻海水的循環(huán)。

在海洋環(huán)境中，船舶會隨波浪產(chǎn)生起伏、橫搖、縱搖、傾斜等附加運動，附加運動會對反應堆冷卻劑系統(tǒng)及相關安全系統(tǒng)內(nèi)的流體產(chǎn)生附加力的作用，同時設備之間的幾何位置也發(fā)生改變。冷水從換熱器進水管流入，在換熱器內(nèi)被加熱，然后從換熱器出水管流出。在冷熱水密度差作用下，換熱器與海水之間能夠形成自然循環(huán)。

在運動條件下，換熱器位置時刻發(fā)生改變，但換熱器冷卻水進出口始終被海水淹沒，附加運動和幾何位置的改變能夠?qū)Ψ磻训姆悄軇佑酂崤懦鱿到y(tǒng)造成顯著的影響，因此需要開展運動條件下反應堆非能動余熱排出實驗。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供運動條件下海水環(huán)境模擬裝置，能夠?qū)Ｋh(huán)境進行準確模擬，實現(xiàn)對船用堆非能動余熱排出系統(tǒng)實際運行情況的模擬，能夠用于開展運動條件下反應堆非能動余熱排出實驗。

此外，本發(fā)明還提供上述模擬裝置的模擬方法。

本發(fā)明通過下述技術方案實現(xiàn)：

運動條件下海水環(huán)境模擬裝置，包括海水環(huán)境模擬箱、換熱器、儲水箱、循環(huán)泵、流量調(diào)節(jié)閥，所述海水環(huán)境模擬箱、換熱器通過管道連接形成第一循環(huán)回路，所述海水環(huán)境模擬箱、換熱器設置在運動平臺上，所述海水環(huán)境模擬箱、儲水箱、循環(huán)泵、流量調(diào)節(jié)閥通過管道依次連接形成第二循環(huán)回路，所述儲水箱配合設置有中間換熱器，所述儲水箱和循環(huán)泵設置在鋼平臺上。

本發(fā)明所述鋼平臺為固定不動結構，所述，能夠?qū)Ｑ蟓h(huán)境進行準確模擬，具體結構(運動平臺是一種液壓的六自由度運動平臺，能夠?qū)崿F(xiàn)搖擺、起伏、傾斜等運動)，所述中間換熱器能夠?qū)λ鋬?nèi)流體進行冷卻。在本申請中，海水環(huán)境模擬箱始終是充滿水的，不會產(chǎn)生波浪，設備搭載在運動臺上，模擬的是設備隨海浪的整體運動，有搖擺、起伏和傾斜等運動。

本發(fā)明的工作原理：

實驗開始前，將調(diào)制好的海水注入到儲水箱內(nèi)，并開啟中間換熱器冷卻水對儲水箱內(nèi)海水進行冷卻。開啟循環(huán)泵，以小流量向海水環(huán)境模擬箱內(nèi)注滿水，海水從海水環(huán)境模擬箱的進水管流入，從出水管流出。實驗過程中，通過流量調(diào)節(jié)閥控制海水循環(huán)流量來調(diào)節(jié)海水環(huán)境模擬箱內(nèi)的海水溫度，可實現(xiàn)20℃～60℃之間的溫度調(diào)節(jié)。

本發(fā)明將海水環(huán)境模擬箱與換熱器一同布置在運動平臺上，能夠?qū)崿F(xiàn)運動過程中換熱器的進口和出口始終被海水淹沒，模擬了船用堆非能動余熱排出系統(tǒng)實際運行情況。

本發(fā)明可通過儲水箱內(nèi)部的中間換熱器將海水冷卻至20℃左右，可通過流量調(diào)節(jié)閥控制海水循環(huán)流量來調(diào)節(jié)海水環(huán)境模擬箱內(nèi)的海水溫度，可非常簡單地實現(xiàn)20℃～60℃之間的溫度調(diào)節(jié)。

進一步地，海水環(huán)境模擬箱在豎直方向上通過整流板分隔成左室和右室，所述左室和右室通過整流板連通，所述左室通過換熱器出水管與換熱器連通，所述右室通過換熱器進水管與換熱器連通。

所述整流板的設置能夠防止海水注入時引起海水環(huán)境模擬箱內(nèi)流體產(chǎn)生渦流，從而影響海水環(huán)境模擬箱與換熱器之間的自然循環(huán)流動特性。