[发明专利]一种压力容器外部冷却试验系统和方法

摘要

本发明公开了属于压力容器外部冷却技术领域的一种压力容器外部冷却试验系统和方法，该试验系统包括试验件，高温熔池，冷却水供水回路和蒸汽冷却回路，氮气源，以及相应的配电柜、仪控设备和数据采集设备。试验方法是先将高温熔池内金属熔化为液态，并在氮气压力下输送至试验件。试验件采用叶轮驱动电加热的液态金属在试验件内循环流动，利用液态金属模拟严重事故下堆内熔融物，将热量传递至试验件下封头，浸没在冷却水中的下封头外表面将发生沸腾换热。冷却水供水回路和蒸汽冷却回路保障试验所需的冷却水。本发明可开展下封头外侧结构表面和流道结构对压力容器外部冷却性能的影响，此工作的开展将有助于提高压力容器外部冷却的安全裕度。

主权项

1.一种压力容器外部冷却试验系统，其特征在于，所述压力容器外部冷却试验系统包含压力容器外部冷却试验件，用于存放和熔化低熔点金属的高温熔池，存放试验过程所需冷却水的试验水箱，试验件外侧的流道结构，氮气源，备用水箱、去离子水设备，空冷器、配电柜、仪表控制设备和数据采集设备；具体组成为试验件(1)外侧设置流道结构(3)，并放置在试验水箱(2)中，试验水箱(2)内布置有第二电加热器(502)，在试验水箱(2)上部和备用水箱(6)上部之间的旁通管道上安装有第404阀门和第三流量计(203)，同时试验水箱(2)与氮气源(5)相连接，该连接管道上布置有第407阀门、第410阀门和第二压力传感器(702)；试验水箱(2)下部通过水泵(301)、第一流量计(201)和第403阀门与备用水箱(6)下部连接；备用水箱(6)上部通过第401阀门和去离子水设备(7)下部连接；备用水箱(6)顶部通过第402阀门、第一温度传感器(601)与空冷器(8)连接；所述备用水箱(6)内安装有第一电加热器(501)和第二温度传感器(602)，备用水放净阀(412)；空冷器(8)再通过第二流量计(202)、第405阀门与试验水箱(2)的上部连接；试验水箱(2)底部安装有试验水放净阀(411)；试验件(1)顶部通过第一压力传感器(701)、第406阀门与第407阀门、第410阀门的公共节点连接；试验件(1)顶部通过液态金属接管(106)、第408阀门与高温熔池(4)及其内的液态金属输送管(109)相连，高温熔池(4)通过第三压力传感器(703)、第409阀门与氮气源(5)相连接；高温熔池(4)内布置有第三电加热器(503)，高温熔池(4)安装有第四温度传感器(604)；在压力容器外部冷却试验系统外配置配电柜(9)、仪表控制设备(10) 和数据采集设备(11)。