[發明專利]安全殼容器的外壁溫分區控制裝置及控制方法

有效

• 申請號: 202010186419.6
• 申請日: 2020-03-17
• 公開（公告）號: CN111370149B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 臧金光;張妍;黃振;昝元鋒;楊祖毛;胡俊
• 申請（專利權）人: 中國核動力研究設計院
• 主分類號: G21C13/024
• 分類號: G21C13/024;G21C15/12
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 宋輝

本發明公開了安全殼容器的外壁溫分區控制裝置，包括套設于安全殼容器外部的殼體，所述殼體與安全殼容器之間形成有控溫流道，所述控溫流道內設置有若干分隔機構，所述分隔機構將控溫流道分隔為至少兩個溫度區，所述溫度區連通有控溫回路和排液管路，所述控溫回路用于向溫度區提供控溫流體。本發明在進行安全殼容器內熱工水力相關實驗時，可根據需求改變控溫流道內流體的溫度，進而使得各溫度區內的溫度產生差異，實現安全殼容器外壁面溫度的主動控制、可調控制和分區控制，增強了壁溫的控制精度和控制靈活性，更加真實的模擬實際溫度狀況，大幅地提高了實驗結果的準確。

技術領域

本發明涉及核試驗控制領域，具體涉及安全殼容器的外壁溫分區控制裝置及控制方法。

背景技術

安全殼是核反應堆系統的最后一道安全屏障，對于防止放射性物質外漏，保護場外人員及環境安全具有重要的作用。

安全殼內熱工水力特性復雜，在設計基準事故條件下，包含有破口噴放、蒸汽壁面冷凝、蒸汽直接冷凝、噴淋、水位變化等。安全殼屬于大空間設備，為了研究空間內熱工水力特性的變化，需要合理控制壁面的熱力邊界條件。壁面邊界條件不同，內部熱工過程也會不同；壁面邊界不穩定，會造成內部熱工過程也不穩定。因此安全殼容器設備的熱力控制好壞，直接影響熱工實驗的數據結果。

由于安全殼容器的體積大，壁面溫度在不同位置存在差異。傳統溫度控制方法，即是在安全殼容器外側包裹足夠厚度的保溫棉，盡可能減少壁面向環境的散熱，即盡可能接近絕熱邊界條件。但是這種方法只能保溫，不能變溫，即只能減少熱量耗散，但是無法改變壁面溫度變化，無法滿足變壁溫的控制要求。其次這種方法，難以解決壁面溫度分布的問題，更難以實現溫度的分區控制。

發明內容

本發明的目的在于提供安全殼容器的外壁溫分區控制裝置及控制方法，以解決現有技術中安全殼容器由于無法實現外壁變溫分區控制而產生的實驗數據受影響、不準確的問題。

在研究安全殼空間內熱工水力特性的變化時，存在對安全殼容器的外壁進行溫度控制以模擬器壁面邊界條件的需求。安全殼容器為大空間設備，不同位置的外壁溫度實際上是存在差異的。現有技術中為了控制壁面的溫度，在安全殼容器外側包裹保溫棉，減少壁面向環境的散熱。但是，此種方式只能接近絕熱邊界條件，無法改變壁面的溫度、實現壁溫分區控制要求，也無法模擬實際的壁面溫度分布，因此造成邊界條件不準確，導致實驗所得數據與實際數據存在明顯差距。

為了解決上述問題，本發明根據安全殼容器體積大的特點，提供了一種適用于安全殼容器的外壁溫分區控制裝置。其通過對安全殼容器的外壁進行分區，并采用多條回路向各溫度區域內提供指定流量和溫度的流體，使得安全殼容器的各溫度區域內的溫度不同，進而實現安全殼容器外壁的溫度分區控制。

具體地，本發明通過下述技術方案實現：

安全殼容器的外壁溫分區控制裝置，包括套設于安全殼容器外部的殼體，所述殼體與安全殼容器之間形成有控溫流道，所述控溫流道內設置有若干分隔機構，所述分隔機構將控溫流道分隔為至少兩個溫度區，所述溫度區連通有控溫回路和排液管路，所述控溫回路用于向溫度區提供控溫流體。

殼體套設于安全殼容器的外部，其內壁與安全殼容器的外壁形成控溫流道。優選地，所述殼體內設置有保溫層，用于減少控溫流道與外部環境的熱交換。控溫流道內設置有多個分隔機構，分隔機構將控溫流道分隔為至少兩個溫度區，各溫度區內的溫度可以相同也可以不同，溫度區連通有控溫回路和排液管路。

使用時，控溫回路對其內部的流體進行加熱并控制其流量，之后控溫回路向對應的溫度區內輸送流體，溫度變化后的流體進入溫度區后逐步填充溫度區，同時與安全殼容器的外壁進行熱交換，改變外壁的局部溫度。