[发明专利]一种核电站非能动冷却系统演示装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种演示装置，具体涉及一种核电站非能动冷却系统演示装置，属于非能动装置技术领域。

背景技术

目前，常用核电站超设计基准事故缓解方法都是通过能动方式对安全壳内进行喷淋或对反应堆堆腔进行注水，以降低安全壳和压力容器的温度和压力。但是，现有方法都对冷源和电源等支持系统的依赖性很高，一旦核电站发生全厂断电或最终热阱丧失等超设计基准事故，就会因为不能及时引入外部冷源和电源而无法对安全壳进行冷却，导致最为严重的核泄漏事故。虽然有些核电站本着多样性设计理念，也设置了应急柴油机作为电源，但着并不能完全满足冷却系统的用电需求，而且也无法保证冷源，所以仍旧无法确保安全壳的安全。

为解决上述问题，西屋公司在已开发的非能动先进压水堆AP600的基础上开发了AP1000。AP1000是Advanced Passive PWR的简称，1000为其功率水平(百万千瓦级)，该堆型为西屋公司设计的3代核电堆型。2015年中国进入核电重启的关键之年，以华龙一号、AP1000和CAP1400为代表的三代核电技术将引领中国未来核电规模化发展的主流。

AP1000的主要安全系统，如余热排出系统、安注系统、安全壳冷却系统等，均采用非能动设计，系统简单，不依赖交流电源，无需能动设备即可长期保持核电站安全，非能动式冷却显著提高安全壳的可靠性、安全裕度大，针对严重事故的设计可将损坏的堆芯保持在压力容器内，避免放射性释放。

由于对上述非能动系统的研究尚处于起步阶段，如何提高非能动系统的效率为业界的主要研究方向。

发明内容

本发明的目的在于提供一种核电站非能动冷却系统演示装置，非能动系统工作效率高、能耗低并且具有演示作用，便于研究核电站故障时使用的非能动冷却系统和开展非能动冷却系统的知识普及工作。

实现本发明目的所采用的技术方案为，一种核电站非能动冷却系统演示装置，包括安装基座，控制单元，以及通过循环管路相互连通的加热单元、冷却水箱和演示单元，加热单元、冷却水箱和演示单元均位于安装基座上，冷却水箱位于演示单元与加热单元的上方；所述循环管路包括上升管路、第一下降管路和第二下降管路，加热单元与冷却水箱通过上升管路连通，冷却水箱与演示单元通过第一下降管路连通，演示单元与加热单元通过第二下降管路连通，第二下降管路和上升管路靠近加热单元的部位上分别安装有进水电磁阀和出水电磁阀；所述加热单元包括加热罐和1个以上电加热管，电加热管安装于加热罐内腔的顶部；所述冷却水箱的顶部开口与大气连通；所述演示单元包括叶轮、主轴、2个支架、2个限位块和透明的演示视窗，演示视窗连通第一下降管路与第二下降管路，主轴的两端分别通过2个支架固定于演示视窗中，叶轮安装于主轴上并且与主轴间隙配合，2个限位块均紧密固定于主轴上并且位于叶轮的上下两侧；所述控制单元包括控制器、压力变送器和温度变送器，压力变送器和温度变送器均安装于加热罐顶部的出水口处，进水电磁阀、出水电磁阀、电加热管、压力变送器和温度变送器均与控制器电性连接。

所述安装基座包括底座、门式框架和透明外壳，门式框架安装于底座上，透明外壳固定于门式框架侧面的上部，冷却水箱放置于门式框架的顶部，演示单元与加热单元封装于门式框架内。

所述控制单元由控制器、人机界面、固态继电器、压力变送器、水位传感器和2个温度变送器构成，水位传感器安装于冷却水箱的底部，2个温度变送器分别安装于加热罐顶部的出水口处和冷却水箱底部的出水口处，人机界面、压力变送器、水位传感器和2个温度变送器均连接控制器的输入端，进水电磁阀和出水电磁阀均连接控制器的输出端，控制器通过固态继电器控制电加热管。

所述加热罐内部安装有3个并联的电加热管。

所述演示视窗为直径大于循环管路管径的法兰管，演示视窗与第一下降管路和第二下降管路均法兰连接，位于演示视窗两端的法兰之间安装有2根以上支撑柱。

所述支架为三角支架，支架与主轴过盈配合，支架的三足抵紧演示视窗的管壁。

所述第一下降管路上安装有节流阀，冷却水箱的底部安装有排水阀。