[发明专利]一种高速射流条件下水池内源项滞留特性试验系统

说明书

本申请提供一种高速射流条件下水池内源项滞留特性试验系统，其载气供应装置连接于主供气管路上，用于向源项配送装置中提供高压空气和高温高压蒸汽；源项配送装置的一端连接于主供气管路的一端；源项配送装置的另一端连接于主供气管路的另一端，用于向取样测量装置提供不同类型的源项模拟物；试验箱体连接于主供气管路的另一端，用于提供取样测量用的源项模拟物混合气体；取样测量装置分别连接于主供气管路的另一端、试验箱体，用于对不同类型的源项模拟物进行测量。该装置能够在较高温度和压力下完成气溶胶颗粒及单质碘和有机碘等代表性含碘核素的气态源项的配送、水洗试验、取样及浓度测量操作，可观察记录气体喷放射流过程中的两相流型。

技术领域

本申请涉及核电厂领域，尤其涉及一种高速射流条件下水池内源项滞留特性试验系统。

背景技术

安全壳是核电厂防止放射性裂变产物进入环境的最后一道屏障，反应堆发生严重事故后，一回路高温高压冷却剂泄露到安全壳内闪蒸汽化成大量蒸汽，同时，熔融堆芯与混凝土底板反应产生的不凝结气体不断增加，安全壳内压力逐渐升高。为防止安全壳内压力超过其设计压力，可通过主动泄压的方式将载有源项物质的混合气体通入抑压水池，同时对排放气体进行过滤以减少放射性向环境的释放，故有必要合理评估抑压水池对源项物质的水洗过滤效果。

源项物质主要为气溶胶颗粒以及单质碘和有机碘等代表性含碘核素的气态源项，其中，具有放射性的气溶胶颗粒来源于固体裂变产物外漏和气体裂变产物的凝聚成核，具有很强的扩散和迁移特性。国际上对气溶胶的滞留特性试验研究由来已久，自上世纪70年代开始，包括美国电力研究院(EPRI)的ACE试验和EPRI试验、日本原子能研究所(JAERI)的EPSI试验和JAERI试验、西班牙环境能源技术研究中心(CLEMAT)的LACE-试验和RCA试验等。放射性核素碘则来源于反应堆运行过程中铀和钚的裂变，此外，碘与堆内有机材料发生反应还产生了甲基碘等具有挥发性的有机碘。国内外对碘蒸气和甲基碘等气态源项的滞留特性试验研究较少。碘蒸气滞留特性试验主要有英国原子能管理局(UKAEA)的UKAEA试验和瑞士保罗谢尔研究所(PSI)的POSEIDON试验。国内周艳民等人试验研究了甲基碘气体在碱性硫代硫酸钠溶液中的滞留特性。

综合国内外研究水池内源项滞留特性的试验系统或装置，试验中蒸汽份额、液相温度和液位等源项去除效率影响因素间相互作用，现阶段的试验装置在探究其中一个影响因素时，未考虑到相关因素的改变，故有必要设计一套水池内源项滞留特性多影响因素解耦试验系统。此外，反应堆发生严重事故后初期，安全壳内气体达到较高压力，气体以高速射流的状态进入预先设置的抑压水池中，而目前国内的研究主要集中在低流速鼓泡状态下源项滞留特性的机理性分析，射流条件下源项滞留特性试验较少。

发明内容

本申请的目的之一在于提供一种高速射流条件下水池内源项滞留特性试验系统，以解决现有的射流条件下源项滞留特性试验不准确的问题。

本申请的技术方案是：

一种高速射流条件下水池内源项滞留特性试验系统，包括载气供应装置、源项配送装置、主供气管路、试验箱体以及取样测量装置；所述载气供应装置连接于所述主供气管路上，用于向所述源项配送装置中提供高压空气和高温高压蒸汽；所述源项配送装置的一端连接于所述主供气管路的一端，用于引入由所述载气供应装置所提供的空气；所述源项配送装置的另一端连接于所述主供气管路的另一端，用于向高压空气和高温高压蒸汽的混合物中添加不同类型的源项模拟物；所述试验箱体连接于所述主供气管路的另一端，用于提供取样测量用的源项模拟物混合气体；所述取样测量装置分别连接于所述主供气管路的另一端、所述试验箱体，用于对不同类型的源项模拟物进行测量。