[發明專利]一種模擬自然循環反應堆二回路系統的實驗裝置

有效

• 申請號: 201911149022.3
• 申請日: 2019-11-21
• 公開（公告）號: CN110838376B
• 公開（公告）日: 2021-08-10
• 發明（設計）人: 謝峰;徐建軍;宮厚軍;胡鈺文;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
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 胡曉麗

本發明公開了一種模擬自然循環反應堆二回路系統的實驗裝置，包括蒸汽發生器模擬體、冷凝器模擬體和給水箱模擬體；所述蒸汽發生器模擬體的蒸汽輸出端連接有若干蒸汽分支管線，蒸汽分支管線匯合至蒸汽主管線，蒸汽主管線連接至冷凝器模擬體，冷凝器模擬體通過冷凝回路連接至給水箱模擬體，給水箱模擬體連接有凝水主管線，凝水主管線與若干凝水分支管線連通，凝水分支管線連接至蒸汽發生器模擬體，所述凝水主管線上設置主循環泵。本發明能夠實現對反應堆自然循環工況下二回路系統的模擬，用于自然循環反應堆二回路運行特性及參數控制技術研究，以驗證設計的合理性和可行性，為先進壓水堆反應堆的設計提供必要的數據和技術支撐。

技術領域

本發明涉及反應堆熱工水力模擬實驗裝置，具體涉及一種模擬自然循環反應堆二回路系統的實驗裝置。

背景技術

近年來，為了滿足反應堆的高安全性要求，除了設法提升反應堆的固有安全性，自然循環已逐漸成為新型核反應堆發展的一個重要研究內容，自然循環是指在閉合的回路內依靠上升段和下降段內流體高度差、密度差等自然界物質固有特性驅動流體流動形成的流體循環，不需要外加動力就能將反應堆的熱量導出，因此堆芯自然循環可以提高壓水反應堆的固有安全性。

二回路系統是壓水堆反應堆的重要組成部分，其主要功能是將反應堆一回路系統產生并傳遞過來的熱量轉化為汽輪機轉動的機械能，并帶動發電機組的轉動，最終產生電能。反應堆的冷卻劑在蒸汽發生器內加熱二回路的給水，使之成為飽和蒸汽送汽輪機做功。反應堆運行過程中，蒸汽發生器二次側水介質變化由入口的過冷水，經由過冷沸騰、飽和沸騰等多種換熱方式后轉變為過熱蒸汽。

自然循環反應堆的二回路系統需要在反應堆正常運行工況下滿足機組運行要求，還需要在事故工況下能夠順利帶出堆芯余熱。但一方面由于反應堆自然循環工況下堆芯一回路流量較低，另一方面蒸汽發生器二次側一般為并聯通道，流動工況復雜，不適當的二回路參數變化易導致蒸汽發生器本身和自然循環反應堆一回路系統流動不穩定性現象的出現。因此，自然循環反應堆二回路系統的設計及運行、控制技術是反應堆研究的關鍵技術之一。

目前國內外還沒有模擬自然循環反應堆二回路系統實驗裝置的報道，在轉入詳細工程設計之前，需要針對反應堆建造二回路系統試驗模擬裝置，開展反應堆自然循環運行特性實驗研究，獲得自然循環反應堆二回路系統自然循環穩態、瞬態工況運行特性及參數控制技術，使壓水堆反應堆系統設計能夠應用于工程實施。

發明內容

針對上述技術問題，本發明提供了解決上述問題的一種模擬自然循環反應堆二回路系統的實驗裝置，能夠實現對反應堆自然循環工況下二回路系統的模擬，用于自然循環反應堆二回路運行特性及參數控制技術研究，以驗證設計的合理性和可行性，為先進壓水堆反應堆的設計提供必要的數據和技術支撐。

本發明通過下述技術方案實現：

一種模擬自然循環反應堆二回路系統的實驗裝置，包括蒸汽發生器模擬體、冷凝器模擬體和給水箱模擬體；所述蒸汽發生器模擬體的蒸汽輸出端連接有若干蒸汽分支管線，蒸汽分支管線匯合至蒸汽主管線，蒸汽主管線連接至冷凝器模擬體，冷凝器模擬體通過冷凝回路連接至給水箱模擬體，給水箱模擬體連接有凝水主管線，凝水主管線與若干凝水分支管線連通，凝水分支管線連接至蒸汽發生器模擬體，所述凝水主管線上設置主循環泵。

對于二回路系統原則上不模擬原型系統，即沒有汽輪機和發電設備系統，只保證二回路運行參數(如二次側蒸汽溫度、給水溫度、給水壓力和蒸汽壓力等)與原型工況一致。本發明提供的實驗裝置的工作原理為：在正常工況運行時，蒸汽發生器模擬體產生的蒸汽由多條并聯的主蒸汽支管匯集到蒸汽主管線，流經蒸汽主管線后進入冷凝器模擬體，蒸汽主管線上可通過設置流量調節閥等控制蒸汽流經阻力；在冷凝器模擬體內，蒸汽被冷凝成冷凝水，冷凝水經冷凝回路流入給水箱模擬體，給水箱模擬體的水經主循環泵增壓后進入蒸汽發生器二次側凝水主管線，最后由多條凝水分支管線進入蒸汽發生器模擬體二次側給水管，從而形成完整的二回路循環。