[发明专利]一种反应堆控制棒驱动线综合性能试验验证装置

说明书

技术领域

本发明属于核电站反应堆安全性能验证试验技术，具体涉及一种反应堆控制棒驱动线综合性能试验验证装置。

背景技术

压水堆控制棒驱动线由控制棒驱动机构、压力容器顶盖、堆内构件导向筒、燃料组件以及驱动杆连带控制棒组成，是反应堆内构成控制组件上下运动的通道的总成。

控制棒与化控、可燃毒物组成了控制反应堆反应性的三大手段，其中控制棒可控制7％～10％的剩余反应性，可以提供保护燃料多普勒效应、慢化剂温度效应、瞬态氙效应、硼冲稀效应、热态停堆深度。

控制棒落棒是快速控制反应堆的唯一手段，在紧急停堆时的作用尤为重要。紧急落棒时，压水堆控制棒在重力作用下克服冷却剂浮力、流体阻力和结构间摩擦力，在规定的时间内从最高位置插入堆芯，以保证安全停堆。

驱动线结构复杂，是反应堆内唯一具有相对运动的设备单元。落棒时间与各部件结构、制造和安装直接相关，同时受到堆内流场、温度场等参数的影响。控制棒的落棒时间是核电厂安全分析的重要参数之一，也是考核驱动线设计的重要指标。驱动线落棒性能试验研究是保证核电厂安全不可缺少的工作，同时又是一个需要结合机械结构、固体力学、热力学、流体力学、机械振动、电磁学、材料科学、等众多技术的复杂课题。

为充分验证反应堆控制棒驱动线设计能否满足执行安全功能的要求，需要设计、制造能够模拟反应堆内纵向流、横向流复杂冷却剂流动状态，能够模拟顶盖、堆内构件、燃料组件等设备发生变形和安装错对中等等复杂不利状态的驱动线落棒试验装置。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出一种反应堆控制棒驱动线综合性能试验验证装置。

反应堆控制棒驱动线综合性能试验验证装置包括水力回路系统、落棒试验本体和支撑钢平台。

优选地，所述水力回路系统由两条独立的闭式水力回路系统组成；所述闭式水力回路系统包括主回路、电气系统和冷却系统。

优选地，所述落棒试验本体由一组能够容纳一套全尺寸驱动线相关设备的试验筒体组成、平移和变形加力机构组成。

优选地，所述支撑钢平台为所述落棒试验本体提供吊装、试验的操作空间和对中安装的基础。

本发明提供的反应堆控制棒驱动线综合性能试验验证装置能够模拟反应堆控制棒驱动线存在设备安装错对中、受载变形以及堆内冷却剂复杂流动状态，该系统由承压壳体、连接法兰、变形加力装置、错位移动装置及堆内流动状态模拟回路组成。在进行控制棒驱动线落棒性能试验研究时可单一或组合实现以下功能：

可调节控制棒驱动线纵向流流量。

可调节控制棒驱动线横向流流量。

可模拟控制棒驱动机构变形。

可模拟反应堆顶盖水平错位。

可模拟上部导向筒水平错位。

可模拟下部导向筒变形。

可模拟堆芯上板水平错位。

可模拟燃料组件变形。

可模拟反应堆在不同的温度和压力下工作。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明提供的反应堆控制棒驱动线综合性能试验验证装置，在成熟可靠的筒体法兰密封结构的基础上，设计平移和变形加力机构实现模拟驱动线相关设备的错对中安装和受载变形，同时通过双回路水力系统实现模拟堆内复杂的流动状况。

2、本发明提供的反应堆控制棒驱动线综合性能试验验证装置，具有结构可靠、功能齐全、模拟效果符合实际情况的特点，为验证复杂因素综合影响下反应堆的落棒安全性能提供了可靠的试验装置。

附图说明

图1为符合本发明优选实施例的反应堆控制棒驱动线综合性能试验验证装置的示意图。

图2为水力回路系统的示意图。

图3为落棒试验本体的示意图之一。

图4为落棒试验本体的示意图之二。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面以第三代非能动核反应堆AP1000控制棒驱动线落棒试验为例并结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。