[发明专利]一种压水堆安全壳冷却系统多功能实验装置及其实验方法

权利要求书

1.一种基于压水堆安全壳冷却系统实验装置，其特征在于，包括：双层安全壳，外层安全壳为透明PC板材质，其顶部设有抽风机及通风管道；内层安全壳为不锈钢材质，其顶部设有壳外喷淋头、安全泄压阀；内层安全壳内顶部设有2圈壳内喷淋头，壳内上部贴壁处设有2组水冷换热器；内层安全壳外喷淋头、壳内喷淋头与外部重力水箱连接，2组水冷换热器分别与外部2个换热器水箱相连；内层安全壳内还设有蒸汽管道、多个测温探头、摄像头、压力探头；安全壳底部设有人孔。

2.根据权利要求1所述实验装置，其特征在于，所述蒸汽管道在安全壳中的位置、高度、角度、喷头形状根据具体的实验工况进行设计、布置，来模拟反应堆LOCA事故的不同破口工况。

3.根据权利要求1所述实验装置，其特征在于，所述实验装置的安全保护系统设有非实验范围内触发上限，防止在实验过程中超过装置的设计参数；在超过安全壳预设上限压力或温度时，自动报警并切断蒸汽热源，泄压阀自动泄压、壳内外喷淋头自动开启，确保实验装置安全。

4.根据权利要求1所述实验装置，其特征在于，所述蒸汽管道的上游设有加装荧光粉接口，用来模拟气体带有的放射性，根据不同的实验工况确定添加计量。

5.根据权利要求1所述实验装置，其特征在于，所述外层安全壳底部开有多个直槽口，距离安全壳底部一定距离，直槽口用于通风，预留高度用于收集冷却水，双层安全壳夹层底部设有排水出口，用于排放和计量排放冷却水量。

6.根据权利要求1所述实验装置，其特征在于，所述蒸汽管道的支管设有氦气添加系统。

7.一种基于权利要求1所述实验装置的实验方法，其特征在于，包括：

安全壳内通入蒸汽来模拟反应堆的破口事故；

壳外喷淋头开启对内层安全壳外壁进行冷却；壳内喷淋头开启对安全壳内进行降温降压；壳内换热器对安全壳内蒸汽进行冷凝；安全壳顶部风机及通风管道通过对流换热对内层安全壳外壁进行冷却；

通过摄像头观察安全壳内事故发生时的情况；

通过多个测温探头测量并经计算分析获得安全壳内温度云图。

8.根据权利要求7所述实验方法，其特征在于，所述摄像头通过拍摄蒸汽管道内加装的荧光粉来记录蒸汽喷射情况及放射性气体的扩散过程。

9.根据权利要求7所述实验方法，其特征在于，在蒸汽管道内加装氦气用来模拟氢气，将有氦气的温度场与没有氦气的温度场进行对比计算，研究其传热差异。

10.根据权利要求7所述实验方法，其特征在于，所述实验结束后，实验人员穿上模拟版防辐射服，打开并进入安全壳，观看壳壁上沾染的荧光粉并拍照记录；然后对荧光粉进行清理来模拟放射性物质清理操作。