[实用新型]用于安全壳热量非能动导出系统的试验装置

说明书

本实用新型公开了一种用于安全壳热量非能动导出系统的试验装置，用于安全壳热量非能动导出系统的试验装置包括：安全壳模拟体；压缩空气供应系统、氦气供应系统与安全壳模拟体相连；蒸汽供应系统，蒸汽供应系统与安全壳模拟体相连；换热管试验件置于安全壳模拟体内；强迫循环回路与换热管试验件相连形成能动热量导出循环；自然循环回路与换热管试验件相连形成非能动热量导出循环，强迫循环回路和自然循环回路可选择性地工作；数据采集系统，数据采集系统用于采集安全壳模拟体内的参数。本实用新型的用于安全壳热量非能动导出系统的试验装置，可以模拟安全壳热量非能动导出系统的事故环境，以便于对安全壳热量非能动导出系统的性能进行研究。

技术领域

本实用新型属于核能安全技术领域，具体而言，涉及一种用于安全壳热量非能动导出系统的试验装置。

背景技术

安全壳是核电厂为了防止放射性裂变产物释放的最后一道安全屏障，在目前第三代核电站的设计中都包含有安全壳非能动冷却系统，一旦发生事故触发其动作时，系统内的储水箱可以维持非能动运行，通过对钢制安全壳表面进行喷淋冷却有效带走堆芯余热，从而保证安全壳结构安全，操纵人员可以72小时内无需进行干预。然而日本福岛核事故的结果表明，在地震和海啸双重破坏的极端情况下，事故发生后长达7天都未能恢复场外供电。如果72小时后仍无法恢复电力供应，核电站会因喷淋水箱无水而导致非能动余热排出失效，大约仍有约11MW的堆芯衰变热(按AP1000堆型估算)无法安全有效导出，将对安全壳产生严重威胁。

针对当前核电站安全壳余热导出系统存在工作时长有限的短板，为了应对长期全厂断电事故导致的安全壳内热量无法导出问题，有必要开发一种通过非能动方式、不需厂外支援即可实现长期的、安全可靠的安全壳内热量导出系统，作为对现有安全壳非能动冷却系统的进一步完善，将极大地提升核电站应对极端事故能力，实质性消除大规模放射性物质释放的可能。

这种应用于核电站安全壳的热量非能动导出系统是一个由安装于安全壳内的内置换热器和安全壳外的空冷器及其相连管路构成的闭式循环系统，其基于内置换热器与空冷器内的工质密度差和高度差形成稳定的自然循环驱动力，将安全壳内的热量持续带出，并最终排放到大气环境中。为确定该系统的技术方案，有必要对其运行过程中涉及的物理现象和系统特性进行深入的研究，目前并无相关试验装置，使得研究人员难以获得该热量非能动导出系统的数据。

发明内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种用于安全壳热量非能动导出系统的试验装置，所述试验装置便于对安全壳热量非能动导出系统的性能进行研究。

根据本实用新型实施例的用于安全壳热量非能动导出系统的试验装置，包括：安全壳模拟体；压缩空气供应系统，所述压缩空气供应系统与所述安全壳模拟体相连；氦气供应系统，所述氦气供应系统与所述安全壳模拟体相连；蒸汽供应系统，所述蒸汽供应系统与所述安全壳模拟体相连；换热管试验件，所述换热管试验件置于所述安全壳模拟体内；强迫循环回路，所述强迫循环回路与所述换热管试验件相连形成能动热量导出循环；自然循环回路，所述自然循环回路与所述换热管试验件相连形成非能动热量导出循环，所述强迫循环回路和所述自然循环回路可选择性地工作；数据采集系统，所述数据采集系统用于采集所述安全壳模拟体内和所述强迫循环回路、所述自然循环回路上的参数。

根据本实用新型实施例的用于安全壳热量非能动导出系统的试验装置，通过设计强迫循环回路和自然循环回路，可以模拟安全壳热量非能动导出系统的事故环境，以便于对安全壳热量非能动导出系统的性能进行研究，以确保安全壳热量非能动导出系统在投入使用时的安全性和可靠性。

根据本实用新型一个实施例的用于安全壳热量非能动导出系统的试验装置，所述换热管试验件包括顺次相连的进口段、换热测试段和出口段，所述进口段和所述出口段均适于与所述强迫循环回路、所述自然循环回路连通，所述换热测试段位于所述安全壳模拟体内的试验测试区域内。