[发明专利]多环路耦合导热的非能动余热排出系统试验模拟装置

说明书

本发明公开了多环路耦合导热的非能动余热排出系统试验模拟装置，包括反应堆模拟体及一回路系统、非能动余热排出系统、海水系统，其中：反应堆模拟体及一回路系统：用于模拟反应堆的在停堆或者工况事故状态下的热力学状态；非能动余热排出系统：用于将反应堆模拟体及一回路系统产生的热量排出，将热量通过应急冷凝器传递给海水系统；海水系统：模拟海水输入，并将应急冷凝器的热量带走并排出。本发明通过在余热排出热交换器二次侧产生的蒸汽通过自然循环管道排放到应急冷凝器进行冷却形成欠热水的过程中增加一个余热排出回路控制阀门，从而可以模拟出多种工况下的余热排出情况，可以通过余热排出回路控制阀门调节出不同的排出阻力。

技术领域

本发明涉及反应堆停堆或工况事故状态下的余热排出试验领域，具体涉及多环路耦合导热的非能动余热排出系统试验模拟装置。

背景技术

反应堆在停堆后相当长一段时间内，由于剩余燃料裂变和裂变产物衰变而产生余热，不断产生的余热使堆芯温度压力逐步升高；为保证反应堆的安全，必须及时可靠地排出反应堆的余热，否则会发生堆芯熔化压力边界和安全壳破损等事故。非能动余热排出技术作为先进压水堆核电站的主要特点受到了核电发达国家的重视，国内外多种先进堆型均采用了非能动安全技术。

非能动余热排出系统作为先进水冷反应堆中的重要安全系统之一，可以提高反应堆的安全性能。为了提高反应堆的安全性能，各国都对非能动余热排出技术在反应堆中的应用开展了热工水力分析和试验研究。非能动余热排出系统依靠回路中工质密度差和位差所形成的驱动力，克服回路中的流动阻力，使工质产生循环流动，使停堆后的反应堆持续得到冷却。

非能动余热排出系统热工水力特性是反应堆安全性能的重要研究内容，非能动余热排出系统的热工水力特性研究对反应堆安全系统、控制系统的设计论证、提高反应堆安全性能具有重要的意义。研究表明，影响非能动余热排出系统的热工水力特性的因素很多，系统的几何参数以及非能动余热排出系统的不同布置方式都会对其产生不同程度的影响，目前非能动余热排出系统的热工水力特性一般都是通过开展试验来进行研究。由于多环路耦合的非能动余热排出系统工作方式的特殊性，其流动、传热等热工水力特性与常规水冷反应堆简单非能动余热排出系统存在差异，其热工水力特性研究难度较大，目前国内、外对于多环路耦合导热的反应堆非能动余热排出系统热工水力特性研究并不充分。

经专利查新，目前国内外没有针对多环路耦合导热的非能动余热排出系统的热工水力实验装置。

综上所述，以上文献、专利均没有涉及多环路耦合导热的非能动余热排出系统热工水力实验装置设计，且目前的热工水力实验装置的设计不满足多环路耦合导热的非能动余热排出系统实验要求。

发明内容

本发明的目的在于提供多环路耦合导热的非能动余热排出系统试验模拟装置，解决现有技术中的非能动模拟实验装置不满足多环路耦合导热的非能动余热排出系统实验要求的问题，达到能够承受高温高压、高电流，能够实现对原型的模拟且能够多次重复地开展热工水力实验的目的。

本发明通过下述技术方案实现：

多环路耦合导热的非能动余热排出系统试验模拟装置，包括反应堆模拟体及一回路系统、非能动余热排出系统、海水系统，其中：反应堆模拟体及一回路系统：用于模拟反应堆的在停堆或者工况事故状态下的热力学状态；非能动余热排出系统：用于将反应堆模拟体及一回路系统产生的热量排出，将热量通过应急冷凝器传递给海水系统；海水系统：模拟海水输入，并将应急冷凝器的热量带走并排出。本发明的试验装置包括三大部分：反应堆模拟体及一回路系统、非能动余热排出系统、海水系统，与现有技术相比，本发明的重要区别是通过应急冷凝器作为热传递排出的手段，可以大大提高排热的能力，从而可以实现多种工况事故的模拟排热，而且其能够承受高温高压、高电流，能够实现对原型的模拟且能够多次重复地开展热工水力实验。