[实用新型]核反应堆安全壳水分配试验装置

说明书

技术领域

    本实用新型涉及一种试验装置，具体而言涉及一种核反应堆安全壳水分配试验装置。 

背景技术

    安全的核电是一种高能源密度的清洁能源，对保护生态环境、调整能源结构和保障能源安全有重要的作用。然而一旦核电站出现安全问题，则对工作人员、周边居民以及生态环境等会带来巨大的危害。为此核电站安全问题是人们应用核电时必须重要考虑的问题。具体而言，就是如何带走在发生事故时核反应堆产生的热量。目前在核电站完全断电的情况下，考虑利用物质的重力，流体的自然对流、扩散、蒸发、冷凝等原理在核反应堆发生事故的情况下，在核反应堆的安全壳内的温度和压力增加时，利用安全壳的内壁面冷却和外壁面由安全壳水分配装置在安全壳的穹顶和柱体形成水膜来带走在发生事故的情况下由核反应堆产生的热量。在发生事故的情况下，安全壳水分配装置可以在至少72小时内，不需要任何外部能动电源和运行人员干预情况下确保核电站安全。 

    根据安全壳结构特点（穹顶和柱体）及水膜传热特性，快速形成均匀的水膜、水膜覆盖率高等有利于带走核反应堆产生的热量。现有技术的核反应堆安全壳水分配试验装置包括试验本体、分水装置、支架系统和回路系统，其中分水装置包括分水斗和围堰。对于现有技术的核反应堆安全壳水分配试验装置而言，安全壳尺寸较小。 

随着人类社会的发展，人们对电力的需求越来越多。这需要研发更大功率的核反应堆，从而需要相应的更大尺寸的安全壳。对于更大功率的核反应堆的更大尺寸的安全壳而言，需要重新设计一种核反应堆安全壳水分配试验装置，确定以下参数：分水斗凹槽的形状、尺寸、间距及数量；稳定水流量以及评估水膜覆盖率。从而设计出可以带走更大功率的核反应堆发生事故时产生的热量的核反应堆安全壳水分配试验装置，进而用于指导更大功率的核反应堆的安全壳系统设计。 

实用新型内容

     本实用新型的目的在于提供一种核反应堆安全壳水分配试验装置，其用于确定分水斗凹槽的形状、尺寸、间距及数量；稳定水流量以及评估水膜覆盖率，以便验证核反应堆安全壳水分配试验装置可带走更大功率的核反应堆发生事故时产生的热量，从而为更大功率核反应堆的安全壳系统设计提供数据支撑。  

本实用新型的一个实施例提供了一种核反应堆安全壳水分配试验装置，其包括试验本体1、分水斗2、围堰、回路系统4、支架系统5、测控系统6、上收集水槽413a以及下收集水槽413b，其中分水斗2安装在试验本体1的顶部，围堰设置在试验本体1的外表面上，上收集水槽413a附接到支架系统5并临近围堰3，下收集水槽413b设置在试验本体1的底部，其中测控系统6用于控制回路系统4向分水斗2提供稳定的试验用水流量，分水斗2将试验用水输送到试验本体1并流经围堰被上收集水槽413a和下收集水槽413b收集。

根据本实用新型的上述实施例提供的核反应堆安全壳水分配试验装置，其中上收集水槽413a和下收集水槽413b收集的试验用水被抽运到回路系统4储存，以便使得试验用水再循环回分水斗2。 

根据本实用新型的上述实施例提供的核反应堆安全壳水分配试验装置，其中回路系统4包括供水管线400、调节管线401和储水箱405，其中供水管线400沿流水方向设置有与变频器410连接的给水泵406、流量计420并在流量计下游分成了第一切换支路402a和第二切换支路402b，调节管线401设置有调节阀409，调节管线401用于在给水泵406和流量计420之间将供水管线400连接到储水箱405，第一切换支路402a通过第一开关控制阀412通向分水斗2，第二切换支路402b通过第二开关控制阀421通向储水箱405，测控系统6通过调节调节阀409的开度对供水管线400的水流量进行初步调节，并通过调节变频器410控制给水泵406的给水量，用于对供水管线400的水流量进行二次调节，从而向对分水斗2提供稳定水流量。 

根据本实用新型的上述实施例提供的核反应堆安全壳水分配试验装置，其中测控系统6还包括多台高速摄像机和视频采集工控机，测控系统6控制多台高速摄像机分区段对试验本体1进行拍照，多台高速摄像机件拍摄的相应图像传输给视频采集工控机，视频采集工控机对图像进行处理，从而提供试验本体1外部水膜覆盖率曲线，当观察到水膜覆盖率稳定时，测控系统6开启第二开关控制阀并关闭第一开关控制阀。 

根据本实用新型的上述实施例提供的核反应堆安全壳水分配试验装置，其中试验本体1包括穹顶扇面10和竖直弯曲壁面11，穹顶扇面10为1/8的扇面，竖直弯曲壁面11为1/16的弯曲柱体。