[实用新型]一种“实体+虚拟”的压水堆全工况仿真平台

说明书

本发明公开了属于核反应堆领域的一种“实体+虚拟”的压水堆全工况仿真平台，该平台由两套环路系统以及安全壳冷却系统、非能动堆芯冷却系统、非能动蒸汽冷却系统和分散控制系统各一套组成。每一套环路系统均包括一个封闭的一回路和对应的二回路；两套一回路系统共用非能动堆芯冷却系统；两套二回路系统共用非能动蒸汽冷却系统；分散控制系统中的控制站与各工艺系统的一次仪表相连。非能动堆芯冷却系统由一次侧非能动储水箱、一次侧余热排出热交换器、一次侧中压安注箱、一次侧高压安注箱通过管道连接压力容器组成。安全壳系统为旁置系统，一回路冷热段和主蒸汽管道分别设旁通管路引入安全壳，可模拟一回路主管道及主蒸汽管道双端断裂事故工况。

技术领域

本发明属于核反应堆技术领域，具体为一种“实体+虚拟”的压水堆全工况仿真平台。

背景技术

随着核电技术的发展，我国核电堆型正从传统的二代反应堆转向目前大力发展的更为安全的三代反应堆，包括已经商运的AP1000、EPR，以及正在建设的具备自主知识产权的华龙一号等。尤其是AP1000和华龙一号堆型，广泛采用了非能动的安全技术来提高核电站的安全性。目前，高校相关核专业也开始传授三代反应堆的基础知识，但在相关实践教学方面仍存在明显不足，使学生难以对非能动安全系统有一个综合性的整体了解，主要表现为：1)缺乏相关的综合型实体试验台架。目前已有的部分实践教学多是利用仿真软件，使学生通过软件设置来模拟并分析对应的事故进程。学生虽然可以通过软件操作对反应堆各类工况有一个整体了解，但仍然缺乏一个比较真实的实践操作过程，难以获得真实的实践体验；同时，核电行业人才培养的实验环节具有高放射性、高危险性、高成本的特点，使得学生无法进入核电厂核心区域进行现场实践；而对于事故工况，核电厂也无法提供对应实践条件2)缺乏能够全面反映先进三代压水堆非能动技术的环节设置。即使采用上述的仿真机教学，其仍然缺乏一部分目前已用于我国华龙一号反应堆设计的二次侧非能动系统相关设置，学生无法通过软件学习并了解相关的非能动安全系统的运行。

针对这一问题，我们提出了一种“实体+虚拟”的压水堆全工况仿真平台，搭建一缩比试验台架，可以实现在实体台架上进行反应堆各类工况的演示教学，同时也可以完成基于实体台架的虚拟仿真，做到虚实结合，能实不虚，更能满足相关零部件的拆装教学的需求，提高学生的综合实践能力。

发明内容

针对背景技术中存在的问题，本发明提供了一种“实体+虚拟”的压水堆全工况仿真平台，其特征在于，包括：一套用于模拟反应堆的压力容器、并联的两套配置相同的回路系统、一套非能动堆芯冷却系统、一套二次侧非能动余热排出系统以及一套旁置安全壳冷却系统和控制操作平台，其中安全壳冷却系统与一套环路系统相连；在两套环路系统中，每一套均包括一个封闭的一回路和对应的二回路，两套环路系统共用一套非能动堆芯冷却系统及非能动蒸汽冷却系统；控制操作平台中的现场控制站与各类测量仪表相连；

单个一回路系统由一个蒸汽发生器、一个泵和管路组成，其中蒸汽发生器和泵通过管道与压力容器相连，而且在至少一套环路系统的一回路上安装有一台稳压器，用于调整两套环路系统中一回路的压力；

单个二环路系统由二次侧冷凝器、二次侧储水箱、二次侧循环泵、二次侧非能动冷却水箱和二次侧余热排出热交换器组成，其中二次侧余热排出热交换器设置于二次侧非能动冷却水箱内；二次侧冷凝器、二次侧储水箱、二次侧循环泵与二次侧非能动冷却水箱、二次侧余热排出热交换器之间形成并联回路，以完成二环路的正常功能及非能动冷却功能；两套环路系统共用同一个二次侧余热排出热交换器和二次侧非能动冷却水箱；

非能动堆芯冷却系统由一次侧非能动储水箱、一次侧余热排出热交换器、一次侧中压安注箱、一次侧高压安注箱通过管道连接压力容器组成，用于完成正常停堆及事故工况下堆芯的冷却功能。

所述压力容器主体的内部设有可拆装式电加热器。