[发明专利]一种反应堆堆腔注水系统三维模拟实验装置及实验方法

权利要求书

1.一种反应堆堆腔注水系统三维模拟实验装置，其特征在于，包括：

注储水回路，用于存储冷却水；

实验主回路，包括堆坑模拟体、压力容器模拟体和保温层模拟体，所述压力容器模拟体与所述保温层模拟体之间存在间距并围合形成腔体，所述堆坑模拟体与所述腔体连通，所述堆坑模拟体与所述注储水回路连通以接收和稳定冷却水，所述压力容器模拟体的外壁上设有用于产热以使所述腔体中冷却水形成汽水混合物的加热模组，所述腔体连通有用于供所述汽水混合物喷出的出气口；

冷却水二回路，包括与所述出气口连通的换热器，所述换热器的内部设有传输冷却水且用于吸收所述汽水混合物热量以使所述汽水混合物液化的冷却管路；

以及下降回路，包括用于在自然循环工况下调节管路流量以模拟实际工况的下降自然循环管路和用于在强制循环工况下调节管路流量以获得最优流量范围的下降强制循环管路，所述下降自然循环管路的两端和所述下降强制循环管路的两端均分别与所述换热器和所述堆坑模拟体连通，以使所述换热器中的冷却水回流到所述堆坑模拟体中；

其中，所述汽水混合物的流动路径为：由所述腔体中的冷却水受热而形成的汽水混合物将从所述腔体底部向上流动，并经所述出气口喷出，再流经所述换热器内部的所述冷却管路，然后，所述冷却管路吸收所述汽水混合物的热量而使所述汽水混合物液化，液化后的所述汽水混合物将经由所述下降回路流到所述堆坑模拟体中，再经由所述堆坑模拟体回流到所述腔体中；即所述汽水混合物的流动路径为一循环回路，所述循环回路位于同一竖向平面内，所述注储水回路的输入管道与所述竖向平面垂直或形成夹角。

2.如权利要求1所述的反应堆堆腔注水系统三维模拟实验装置，其特征在于，所述腔体具有与所述堆坑模拟体相通的变流通面积的曲面流道以及与所述曲面流道相通的上升段流道，所述出气口与所述上升段流道相通。

3.如权利要求1所述的反应堆堆腔注水系统三维模拟实验装置，其特征在于，所述下降自然循环管路上设有第一电动调节阀，所述下降强制循环管路上设有依序连通的第一球阀、用于驱使冷却水流动的增压泵和防止冷却水倒流的第一止回阀；所述下降自然循环管路与所述腔体的连接管路上设有第一流量计。

4.如权利要求1所述的反应堆堆腔注水系统三维模拟实验装置，其特征在于，所述下降自然循环管路上设有第一电动调节阀，所述下降强制循环管路上设有依序连通的第一球阀、用于驱使冷却水流动的增压泵和防止冷却水倒流的第一止回阀；所述下降自然循环管路与所述换热器的连接管路上设有第一流量计。

5.如权利要求1～4任一项所述的反应堆堆腔注水系统三维模拟实验装置，其特征在于，还包括喷淋回路，所述喷淋回路包括喷嘴和与所述喷嘴连通且朝所述喷嘴输送冷却水的喷淋管路，所述喷嘴用于朝所述出气口喷淋冷却水以使所述汽水混合物液化。

6.如权利要求1～4任一项所述的反应堆堆腔注水系统三维模拟实验装置，其特征在于，所述注储水回路包括储水箱、安装于所述储水箱上且用于预加热所述储水箱中冷却水的加热器和用于连通所述储水箱及所述堆坑模拟体的注水回路。

7.如权利要求6所述的反应堆堆腔注水系统三维模拟实验装置，其特征在于，所述注水回路包括两端分别相通的注水自然管路和注水强制管路，所述注水自然管路的两端分别与所述储水箱及所述堆坑模拟体连通，所述注水自然管路上设有用于调节管路流量的第二球阀，所述注水强制管路上设有依序连通的第三球阀、用于驱使冷却水流动的循环泵和防止冷却水倒流的第二止回阀；所述注水自然管路与所述堆坑模拟体的连接管路上设有第二流量计。

8.如权利要求6所述的反应堆堆腔注水系统三维模拟实验装置，其特征在于，所述注水回路包括两端分别相通的注水自然管路和注水强制管路，所述注水自然管路的两端分别与所述储水箱及所述堆坑模拟体连通，所述注水自然管路上设有用于调节管路流量的第二球阀，所述注水强制管路上设有依序连通的第三球阀、用于驱使冷却水流动的循环泵和防止冷却水倒流的第二止回阀；所述注水自然管路与所述储水箱的连接管路上设有第二流量计。