[發明專利]一種用于吸收球停堆系統功能驗證的測試裝置

有效

• 申請號: 202011312228.6
• 申請日: 2020-11-20
• 公開（公告）號: CN112397207B
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發明（設計）人: 劉俊峰;王鵬飛;張振偉;萬雙甲;吳世發;馬晨
• 申請（專利權）人: 西安熱工研究院有限公司;華能集團技術創新中心有限公司
• 主分類號: G21C9/02
• 分類號: G21C9/02;G21C17/02
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 安彥彥

本發明公開了一種用于吸收球停堆系統功能驗證的測試裝置及方法，包括步進電機、落球閥、貯球罐、供料器、供氣室、氦氣壓縮機入口電動閥、氦氣壓縮機、氦氣壓縮機出口電動閥、人?機界面顯示器、仿真建模服務器、Labview數據采集機柜及吸收球停堆系統DCS機柜，該裝置及方法能夠實現對吸收球停堆系統實際功能的提前驗證。

技術領域

本發明屬于核能科學與工程領域，涉及一種用于吸收球停堆系統功能驗證的測試裝置。

背景技術

高溫氣冷堆采用高濃縮鈾作燃料，石墨作為慢化劑，氦氣作為冷卻劑，具有固有安全性高和熱力循環效率較高的特點。高溫氣冷堆設置了兩套依據不同工作原理、相互獨立的反應性控制和停堆系統，即控制棒系統和吸收球停堆系統。吸收球停堆系統是球床型高溫氣冷堆的備用停堆系統，參與堆芯反應性調節控制，具有實現反應堆安全冷停堆的重要安全功能。吸收球停堆裝置設置在反應堆壓力殼內，含有碳化硼直徑為Φ6mm的吸收球放置在堆內構件上部的貯球罐中。其功能為當控制棒系統失效或需要長期冷停堆時，吸收球停堆系統投入，落球閥開啟，吸收球可依靠重力落入堆芯側反射層石墨孔道中，使反應堆停堆；當反應堆重新啟動時，吸收球可以通過氣力輸送的方式被回送至貯球罐內。

吸收球停堆系統在停堆過程中吸收球重力下落時間和重新啟動中吸收球氣力輸送提升時間均應滿足反應性控制的要求，停堆速率應足以使反應堆在任何預計運行事件中及時進入足夠深的次臨界狀態，以防止燃料損壞并保持壓力邊界的完整性。為了保障高溫氣冷堆的安全穩定運行，提前進行吸收球停堆系統的功能驗證至關重要。但目前至少存在以下問題：為了保證反應堆長期服役壽命，在運行期間無法通過觸發緊急停堆的極端運行工況來實際驗證其功能可靠性，在機組未裝料調試期間，吸收球停堆系統無法實現動態反饋，DCS平臺也不具備驗證其設計功能的試驗條件，難以提前暴露和糾正控制策略存在的問題。因此有必要開發用于吸收球停堆系統功能驗證的測試裝置。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供了一種用于吸收球停堆系統功能驗證的測試裝置，該裝置能夠實現對吸收球停堆系統實際功能的提前驗證。

為達到上述目的，本發明所述的用于吸收球停堆系統功能驗證的測試裝置包括步進電機、落球閥、貯球罐、供料器、供氣室、氦氣壓縮機入口電動閥、氦氣壓縮機、氦氣壓縮機出口電動閥、人-機界面顯示器、仿真建模服務器、Labview數據采集機柜及吸收球停堆系統DCS機柜；

步進電機的輸出軸與落球閥的控制端相連接，貯球罐的底部出口與落球閥的入口相連通，落球閥的出口與供料器的第一入口相連通，供料器的出口與貯球罐的入口相連通，貯球罐內存放有若干吸收球，貯球罐的頂部出口與供氣室的入口相連通，供氣室的出口依次經氦氣壓縮機入口電動閥、氦氣壓縮機及氦氣壓縮機出口電動閥與供料器的第二入口相連通；

人-機界面顯示器經仿真建模服務器、Labview數據采集機柜及吸收球停堆系統DCS機柜與步進電機、氦氣壓縮機入口電動閥、氦氣壓縮機及氦氣壓縮機出口電動閥相連接。

所述吸收球停堆系統DCS機柜包括DCS機柜本體以及設置于DCS機柜內的步進電機卡件、氦氣壓縮機入口電動閥驅動卡件、氦氣壓縮機卡件及氦氣壓縮機出口電動閥驅動卡件，其中，Labview數據采集機柜經步進電機卡件與步進電機相連接；Labview數據采集機柜經氦氣壓縮機入口電動閥驅動卡件與氦氣壓縮機入口電動閥相連接；Labview數據采集機柜經氦氣壓縮機卡件與氦氣壓縮機相連接；Labview數據采集機柜經氦氣壓縮機出口電動閥驅動卡件與氦氣壓縮機出口電動閥相連接。

所述Labview數據采集機柜包括數據采集機柜本體以及設置于數據采集機柜本體內的步進電機A/D轉換卡件、氦氣壓縮機入口電動閥A/D轉換卡件、氦氣壓縮機A/D轉換卡件及氦氣壓縮機出口電動閥A/D轉換卡件；

仿真建模服務器包括步進電機仿真模型系統、氦氣壓縮機入口電動閥仿真模型系統、氦氣壓縮機仿真模型系統及氦氣壓縮機出口電動閥仿真模型系統；