[实用新型]用于非能动安全壳冷却系统的缩比例试验台架的水分配装置和具有其的试验台架

说明书

技术领域

本实用新型的实施例涉及大型压水堆非能动安全壳试验研究领域，尤其涉及一种用于非能动安全壳冷却系统的缩比例试验台架的水分配装置和一种具有该水分配装置的试验台架。

背景技术

CAP1400非能动安全壳冷却系统(PCS)综合性能试验中，壳外冷却水的覆盖率和流量控制是重点和难点之一。试验证明，在喷放条件和其他边界条件不变的情况下，冷却水覆盖率和流量对壳内压力曲线和温度趋势的影响非常显著且极其迅速。冷却水覆盖率和流量本身也是PCS热态试验重要的边界条件和控制目标。

美国西屋电气公司(Westinghouse Electric Corporation)曾在其非能动安全壳冷却系统大比例试验(LST)台架中应用过类似技术(LST试验的原型堆为AP600)，其LST试验安全壳外冷却水装置由90°对称布置的四组弧形管道和J型管组成。每组管组由一条支管进行供水(共有四条支管)，总水源由安全壳顶部的水箱提供。该水分配装置摒弃了原型堆的分水斗和围堰的设计形式，采用了全新的、适用于试验台架的管路式非能动水分配装置。试验证明，该装置满足冷却水壳外覆盖的基本现象要求，且避免了采用原型堆缩比例水分配装置可能对环腔气流产生扰动的问题，在流量的控制上也更为灵活。

但是，据试验验证和文献记载，此形式的水分配装置主要存在以下问题：

(1)安全壳上封头靠近中心的部位覆盖率较低，且冷却水横向流动明显；

(2)冷却水流量中等或偏小的情况下，在起拱线和壳壁部位易形成条带状覆盖，进而形成“固有干区”，导致壳壁局部温度过高。且覆盖率受外壁面结构缺陷影响明显；

(3)装置本身不具备流量和覆盖率“解耦控制”的能力，即，无法实现不同流量下相同覆盖率的控制目标(水膜厚度变薄)。

实用新型内容

为了解决现有技术中的问题的至少一个方面，例如，提高试验壳外壁冷态覆盖率，提出本实用新型。

根据本实用新型的示例性实施例，提出了一种用于非能动安全壳冷却系统的缩比例试验台架的水分配装置，包括：供水管；与供水管连通的外圈分配管路，用于为试验壳的除顶部之外的区域提供冷却水；多个外圈J型管，沿外圈分配管路的圆周方向均匀分布；设置在外圈分配管路下方的二次分配环路，外圈J型管将外圈分配管路中的水引到二次分配环路中，二次分配环路水平布置且内侧具有沿圆周方向均匀间隔开布置的相同的多个泄流槽，二次分配环路中的冷却水自所述多个泄流槽溢出。

可选地，所述泄流槽为V型槽、矩形槽、梯形槽、半圆形槽、椭圆形槽、三角形孔、矩形孔、梯形孔、圆孔、半圆孔、椭圆孔中的一种。

可选地，上述水分配装置中，所述泄流槽为V型槽；所述V型槽的槽壁之间的夹角为15度，深度为40mm。进一步地，相邻V型槽的底部之间的距离为35mm。

可选地，所述外圈分配管路由n个独立外圈支路组成，每一个独立外圈支路的圆弧长度相同且连接有相同数量的外圈J型管，其中n为不小于4的自然数；所述供水管包括多个供水支管，每一个独立外圈支路由对应的一个供水支管供水，每一个供水支管上设置有流量计和流量调节阀；所述二次分配环路设置有n个活动隔板，在n个活动隔板均插入配合到二次分配环路内时，所述二次分配环路被隔离为n个独立的二次分配支路，每一个二次分配支路与一个独立外圈支路对应，每一个二次分配支路的圆弧长度相同。

进一步可选地，每一个供水支管经由在圆周方向上间隔开的多个供水点向对应的一个独立外圈支路供水。所述多个供水点可将该独立外圈支路等分。进一步地，每一个独立外圈支路由靠近独立外圈支路的两个端部的两个供水点供水。

可选地，n为6。进一步地，每一个独立外圈支路与10个外圈J型管连通。

可选地，所述二次分配环路还设置有供活动隔板插入的配合插槽。

可选地，上述水分配装置中，水分配装置还包括水分配装置还包括2n个内圈J型管，用于为试验壳的顶部区域提供冷却水，每一个内圈J型管的一端与所述多个供水支管中一个对应的供水支管连通，且所有内圈J型管的另一端朝向试验壳的顶部区域出水，所有内圈J型管的另一端处于一个圆上且在圆周方向上彼此间隔开；由一个供水支管提供给两个内圈J型管的冷却水所冷却的试验壳的顶部区域的部分与由该同一个供水支管提供给一个独立外圈支路的冷却水所冷却的试验壳的除顶部之外的区域的部分相对应。

本实用新型的实施例还涉及一种适用于非能动安全壳冷却系统的缩比例试验台架，包括上述的水分配装置。

利用本实用新型的技术方案，至少可以获得如下技术效果之一：