[發明專利]廣視角承壓抑壓冷卻沖擊過程模擬系統

有效

• 申請號: 202010017894.0
• 申請日: 2020-01-08
• 公開（公告）號: CN111192698B
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發明（設計）人: 佟立麗;張丹迪;汪孝凡
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G21C17/00
• 分類號: G21C17/00
• 代理公司: 上海交達專利事務所 31201
• 代理人: 王毓理;王錫麟

一種廣視角承壓抑壓冷卻沖擊過程模擬系統，包括：抑壓水池、鼓泡器機構、氣體供應機構、測量機構和控制模塊，其中：鼓泡器機構設置于抑壓水池內并與氣體供應機構相連，氣體供應機構通過抑壓水池與鼓泡器機構相連，測量機構與抑壓水池相連并采集壓力信號、聲音信號、振動信號和溫度信號，控制模塊與測量機構相連并對采集到的高頻壓力信號、聲音信號和振動信號進行快速傅里葉變換或者小波分析計算分析，得到抑壓沖擊特性規律。本發明通過各傳感器測量并分析得到抑壓沖擊過程中的冷凝傳熱和沖擊載荷特性，從而得到抑壓水池抑壓沖擊過程。

技術領域

本發明涉及的是一種核工業領域的技術，具體是一種廣視角承壓抑壓冷卻沖擊過程模擬系統。

背景技術

當核反應堆發生管道破裂事故時，需要降低安全殼壓力以維持結構完整性，參考沸水堆抑壓水池的設計概念，對核電廠壓水堆安全殼和船用反應堆安全殼進行抑壓水池設計，進行主動卸壓。含有不凝結氣體的高溫高壓蒸汽通入抑壓水池進行安全殼卸壓過程中汽水直接接觸冷凝，具有較高的傳熱傳質效率，但汽水冷凝會產生強烈的壓力振蕩，可能會對系統壁面產生沖擊載荷和機械損傷，影響系統的卸壓冷卻，并嚴重影響設備的安全運行，并且冷凝過程中會產生劇烈噪聲，會嚴重破壞船用核動力裝置的隱蔽性。

發明內容

本發明針對現有技術存在的上述不足，提出一種廣視角承壓抑壓冷卻沖擊過程模擬系統，設有可承壓的實驗容器、大廣角觀察視窗和可調節注入管線位置，通過各傳感器測量并分析得到抑壓沖擊過程中的冷凝傳熱和沖擊載荷特性，從而得到抑壓水池抑壓沖擊過程。

本發明是通過以下技術方案實現的：

本發明包括：抑壓水池、鼓泡器機構、氣體供應機構、測量機構和控制模塊，其中：鼓泡器機構設置于抑壓水池內并與氣體供應機構相連，氣體供應機構通過抑壓水池與鼓泡器機構相連，測量機構與抑壓水池相連并采集壓力信號、聲音信號、振動信號和溫度信號，控制模塊與測量機構相連并對采集到的高頻壓力信號、聲音信號和振動信號進行快速傅里葉變換或者小波分析計算分析，得到抑壓沖擊特性規律。

所述的測量機構包括：攝像機、設置于抑壓水池上的流量計、溫度傳感器、壓力傳感器、水聽器、加速度傳感器以及應變片，其中：攝像機設置于抑壓水池外部并與觀察視窗相對設置。

所述的氣體供應機構包括：蒸汽供應單元和氮氣供應單元。

所述的鼓泡器機構包括：相連的鼓泡器和若干多位置管線，其中：多位置管線設置于抑壓水池頂部并與蒸汽供應單元和氮氣供應單元相連，鼓泡器設置于抑壓水池內。

所述的蒸汽供應單元出口依次設有蒸汽管線質量流量計、蒸汽管線電動調節閥和蒸汽管線止回閥，其中：蒸汽管線止回閥分別與多位置管線和氮氣供應單元相連。

所述的氮氣供應單元的出口依次設有氮氣管線減壓閥、氮氣管線加熱器、氮氣管線質量流量計、氮氣管線電動調節閥和氮氣管線止回閥，其中：氮氣管線止回閥和蒸汽管線止回閥相連并與鼓泡器機構共同相連。

所述的抑壓水池上設有用于觀測抑壓沖擊冷凝行為特性的觀察視窗。

所述的抑壓水池上設有若干用于與多位置管線相連的管線孔。

所述的控制模塊包括：壓力信息單元、聲音信息單元、振動信息單元、溫度信息單元及分析檢測單元，其中：壓力信息單元與壓力傳感器相連并接收壓力信息后進行模數變換和特征提取并輸出至分析檢測單元，聲音信息單元與水聽器相連并接收聲音信息后進行模數變換和特征提取并輸出至分析檢測單元，振動信息單元與加速度傳感器相連并接收加速度信息后進行模數變換和特征提取并輸出至分析檢測單元，溫度信息單元與溫度傳感器相連并接收溫度信息后進行模數變換和特征提取并輸出至分析檢測單元，分析監測單元根據收到的壓力特征、聲音特征、振動特征和溫度特征進行快速傅里葉變換或者小波分析計算分析，得到抑壓沖擊特性規律。

本發明涉及一種基于上述過程模擬系統的模擬方法，包括以下步驟：