[发明专利]运动条件下海水环境模拟装置及模拟方法

说明书

本发明公开了运动条件下海水环境模拟装置及模拟方法，所述境模拟装置包括海水环境模拟箱、换热器、储水箱、循环泵、流量调节阀，所述海水环境模拟箱、换热器通过管道连接形成第一循环回路，所述海水环境模拟箱、换热器设置在运动平台上，所述海水环境模拟箱、储水箱、循环泵、流量调节阀通过管道依次连接形成第二循环回路，所述储水箱配合设置有中间换热器，所述储水箱和循环泵设置在钢平台上。本发明能够对海水环境进行准确模拟，实现对船用堆非能动余热排出系统实际运行情况的模拟，能够用于开展运动条件下反应堆非能动余热排出实验。

技术领域

本发明涉及与海水冷却相关的非能动余热排出实验技术领域，具体涉及运动条件下海水环境模拟装置及模拟方法。

背景技术

船用堆设计有非能动余热排出系统，即将海水作为最终热阱，应用海水作为换热器的冷却工质，通过自然循环方式实现换热器冷却海水的循环。

在海洋环境中，船舶会随波浪产生起伏、横摇、纵摇、倾斜等附加运动，附加运动会对反应堆冷却剂系统及相关安全系统内的流体产生附加力的作用，同时设备之间的几何位置也发生改变。冷水从换热器进水管流入，在换热器内被加热，然后从换热器出水管流出。在冷热水密度差作用下，换热器与海水之间能够形成自然循环。

在运动条件下，换热器位置时刻发生改变，但换热器冷却水进出口始终被海水淹没，附加运动和几何位置的改变能够对反应堆的非能动余热排出系统造成显著的影响，因此需要开展运动条件下反应堆非能动余热排出实验。

发明内容

本发明的目的在于提供运动条件下海水环境模拟装置，能够对海水环境进行准确模拟，实现对船用堆非能动余热排出系统实际运行情况的模拟，能够用于开展运动条件下反应堆非能动余热排出实验。

此外，本发明还提供上述模拟装置的模拟方法。

本发明通过下述技术方案实现：

运动条件下海水环境模拟装置，包括海水环境模拟箱、换热器、储水箱、循环泵、流量调节阀，所述海水环境模拟箱、换热器通过管道连接形成第一循环回路，所述海水环境模拟箱、换热器设置在运动平台上，所述海水环境模拟箱、储水箱、循环泵、流量调节阀通过管道依次连接形成第二循环回路，所述储水箱配合设置有中间换热器，所述储水箱和循环泵设置在钢平台上。

本发明所述钢平台为固定不动结构，所述，能够对海洋环境进行准确模拟，具体结构(运动平台是一种液压的六自由度运动平台，能够实现摇摆、起伏、倾斜等运动)，所述中间换热器能够对储水箱内流体进行冷却。在本申请中，海水环境模拟箱始终是充满水的，不会产生波浪，设备搭载在运动台上，模拟的是设备随海浪的整体运动，有摇摆、起伏和倾斜等运动。

本发明的工作原理：

实验开始前，将调制好的海水注入到储水箱内，并开启中间换热器冷却水对储水箱内海水进行冷却。开启循环泵，以小流量向海水环境模拟箱内注满水，海水从海水环境模拟箱的进水管流入，从出水管流出。实验过程中，通过流量调节阀控制海水循环流量来调节海水环境模拟箱内的海水温度，可实现20℃～60℃之间的温度调节。

本发明将海水环境模拟箱与换热器一同布置在运动平台上，能够实现运动过程中换热器的进口和出口始终被海水淹没，模拟了船用堆非能动余热排出系统实际运行情况。

本发明可通过储水箱内部的中间换热器将海水冷却至20℃左右，可通过流量调节阀控制海水循环流量来调节海水环境模拟箱内的海水温度，可非常简单地实现20℃～60℃之间的温度调节。

进一步地，海水环境模拟箱在竖直方向上通过整流板分隔成左室和右室，所述左室和右室通过整流板连通，所述左室通过换热器出水管与换热器连通，所述右室通过换热器进水管与换热器连通。

所述整流板的设置能够防止海水注入时引起海水环境模拟箱内流体产生涡流，从而影响海水环境模拟箱与换热器之间的自然循环流动特性。