[实用新型]一种反应堆堆腔注水系统三维模拟实验装置

说明书

本实用新型提供了一种反应堆堆腔注水系统三维模拟实验装置，其中，该实验装置包括注储水回路、实验主回路、冷却水二回路及下降回路，实验主回路包括压力容器模拟体、保温层模拟体、腔体及加热模组，冷却水二回路包括换热器及冷却管路，下降回路包括下降自然循环管路和下降强制循环管路。采用上述反应堆堆腔注水系统三维模拟实验装置，其可通过模拟实现实际反应堆堆腔的注水过程，来实现在自然循环工况和强制循环工况的不同工况下进行反应堆堆腔的注水实验，从而可根据实验调节结果，来优化保温层模拟体结构，更好地调整注水流量及注水过冷度，以提高反应堆堆腔的注水冷却能力和压力容器外壁的临界热流密度的安全裕量。

技术领域

本实用新型属于反应堆的技术领域，更具体地说，是涉及一种反应堆堆腔注水系统三维模拟实验装置。

背景技术

在现有核电厂反应堆堆腔注水技术领域中，反应堆堆腔注水系统的设计与建造，通常通过一维及二维实验和理论设计得来，与实际工程应用有较大差异，缺少较好的实验研究和有效性评估，因此，现有的反应堆堆腔注水系统仍存在这样的问题：其反应堆堆腔的注水冷却能力和压力容器外壁的临界热流密度安全裕量均较低，而三维流场对冷却水冷却能力的影响尚未得到有效的实验证明。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种反应堆堆腔注水系统三维模拟实验装置，旨在解决现有反应堆堆腔注水系统的注水冷却能力较低和压力容器外壁的临界热流密度安全裕量较低的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种反应堆堆腔注水系统三维模拟实验装置，包括：

注储水回路，用于存储冷却水；

实验主回路，包括压力容器模拟体和覆盖于所述压力容器模拟体上的保温层模拟体，所述压力容器模拟体与所述保温层模拟体之间围合形成腔体，所述腔体与所述注储水回路连通以接收冷却水，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腔体连通，以使所述换热器中的冷却水回流到所述腔体中。

进一步地，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，或者，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。

进一步地，所述反应堆堆腔注水系统三维模拟实验装置还包括喷淋回路，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。

进一步地，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腔体的注水回路。

进一步地，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腔体连通，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腔体的连接管路上设有第二流量计，或者，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。

进一步地，所述储水箱上设有用于测量冷却水液面高度的液位计、用于排放所述储水箱中水汽的第一排气口和用于排放污水的第一排污管。