CN106448760B - 安全壳地坑滤网综合性能实验系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种安全壳地坑滤网综合性能实验系统及方法，系统包括：安全壳地坑模拟水箱，具有工质出口、工质回流入口；滤网模块，安装在安全壳地坑模拟水箱内，对流出工质出口的实验工质进行过滤；循环泵，通过管线连接到工质出口；实验支路，包括燃料组件模拟体，燃料组件模拟体的一端设置有流体入口，另一端设置有流体出口，在燃料组件模拟体内部，流体入口与流体出口连通，流体入口通过管线连接到循环泵、流体出口通过管线连接到工质回流入口。本发明能够在不同碎渣量、化学环境及温度条件下模拟地坑长期冷却再循环工况下的运行环境，获得安全壳地坑滤网及堆芯燃料组件的水力特性、碎渣堵塞特性等行为，通用性好、综合性强、控制操作简便。

Description

安全壳地坑滤网综合性能实验系统及方法

技术领域

本发明涉及核装置的试验装置领域，具体地，涉及一种安全壳地坑滤网综合性能实验系统及方法。

背景技术

上世纪九十年代国外核电站发生的失水事故引发了核电安全当局对现有地坑滤网设计合理性的质疑和对反应堆大破口失水事故下长期再循环阶段相关研究的重视，并开展了系列研究。

核电站的运行事件和随后的研究结果表明，原来针对地坑滤网性能评价方法中，有以下几个方面的认识不足：

1)原来认为小尺寸的碎渣能通过滤网，不会造成滤网堵塞，但实际上由于一些纤维性物质的存在，在地坑滤网表面会形成一个更细的纤维床，该纤维床将对这些小尺寸的碎渣产生很强的过滤作用，并造成其在滤网上的堆积，对地坑滤网性能产生严重的影响；

2)穿过地坑滤网的细小碎渣随反应堆应急冷却系统进入堆芯，可能在燃料组件入口或定位格架处沉积，导致堆芯冷却剂流动受阻，影响堆芯余热安全导出，对核电站安全有严重影响；

3)高能管道断裂产生的碎渣数量比原来预计的会更多，碎渣会更细小(这样更易于迁移)，并且与相同数量的单一种类碎渣相比，不同种类碎渣(如纤维状物质和颗粒状物质)的组合能导致更大的压头损失，进而影响安注、安喷泵的有效汽蚀余量；

4)化学反应也可能产生碎渣，而且这种碎渣都很小，有时还可能产生纤维状物质，化学反应所产生的沉淀会在地坑滤网或燃料组件的纤维床上形成二次沉积，导致地坑滤网或燃料组件的阻力特性进一步恶化。

现有国际上针对地坑滤网性能验证的实验装置存在功能单一，参数低等缺点，不能有效的模拟长期冷却再循环阶段系统流程及实验工质化学环境变化，因此验证分析中采用了较多的保守性假设和分析，不能真实反应地坑再循环阶段实验工质中碎渣的行为，导致实验结果过于保守，给核电站的地坑滤网设计和改造带来了较大的挑战。

现有技术中对安全壳地坑滤网性能研究中的影响分析采用的是分步研究的方法，该方法的主要技术特点在于(1)采用分项实验来分别验证安全壳地坑滤网及燃料组件水力特性，(2)采用化学替代物分析化学效应的影响。该方法在实验及分析上需采用较多的保守性假设，这些保守性假设造成的严苛实验分析结果给核电站地坑滤网的验证和改造带来极大的挑战。

发明内容

本发明的目的就在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种综合性强的核电站安全壳地坑滤网综合性能实验系统，能够在实验工质的化学环境及温度变化条件下模拟地坑长期冷却再循环工况下的运行环境，获得安全壳地坑滤网的水力特性、碎渣堵塞特性等行为。本发明还提供了对应的安全壳地坑滤网综合性能实验方法。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：

安全壳地坑滤网综合性能实验系统，包括：安全壳地坑模拟水箱，具有工质出口、工质回流入口、加料口；滤网模块，安装在安全壳地坑模拟水箱内，用于对流出工质出口的实验工质进行过滤；加料水箱，通过管线连接到安全壳地坑模拟水箱的加料口；循环泵，通过管线连接到安全壳地坑模拟水箱的工质出口；实验支路，所述实验支路包括燃料组件模拟体，燃料组件模拟体的一端设置有供工质通过的流体入口，另一端设置有供工质通过的流体出口，在燃料组件模拟体内部，流体入口与流体出口连通，燃料组件模拟体的流体入口通过管线连接到所述循环泵、流体出口通过管线连接到所述工质回流入口；安全壳地坑模拟水箱、循环泵、实验支路和它们之间的管线构成安全壳地坑滤网综合性能实验系统的主回路。所述的它们之间的管线包括3条管线，按照工质的流向分别为：安全壳地坑模拟水箱与循环泵之间的管线、循环泵与实验支路之间的管线、实验支路与安全壳地坑模拟水箱之间的管线。安全壳地坑模拟水箱与循环泵之间的管线和循环泵用于模拟核电站安全壳地坑的取水管路。实验支路用于模拟核电站安注系统。

本技术方案中，安全壳地坑滤网综合性能实验系统可以通过调节与控制安全壳地坑模拟水箱中实验工质的化学环境及添加实验用碎渣，实现在不同参数下运行；可开展不同碎渣量组合及化学环境条件下地坑滤网性能综合实验，以及燃料组件堵塞水力特性实验；能够在不同的化学环境、碎渣量情况下模拟地坑长期冷却再循环工况下的运行环境，从而获得安全壳地坑滤网及堆芯燃料组件的水力特性、碎渣堵塞特性等行为，综合性强。

作为本发明的进一步改进，所述安全壳地坑模拟水箱内还设置有电加热元件和冷却器。本技术方案中，安全壳地坑滤网综合性能实验系统可以进一步调节与控制安全壳地坑模拟水箱中实验工质的温度环境；能够更加真实地模拟在不同的化学环境、温度环境、碎渣量下的地坑长期冷却再循环工况下的运行环境，综合性强。

作为本发明的又一改进，上述安全壳地坑滤网综合性能实验系统还包括与实验支路并联的实验旁路，所述实验旁路包括依次连接的第三流量测量装置和第三调节阀。所述实验旁路用于模拟核电站安喷系统。

进一步，安全壳地坑模拟水箱内还设置搅拌器，保证注入的实验碎渣及化学试剂在安全壳地坑模拟水箱内与实验工质均匀混合。

进一步，所述循环泵的出口还连接有采样管线，所述采样管线上设置有截止阀，可以实时对实验回路中的实验工质进行采样研究。

进一步，所述循环泵与实验支路之间的主回路管线上还设置有第二调节阀及第二流量测量装置，第二调节阀连接循环泵的出口，第二流量测量装置与第二调节阀相连；所述实验支路上还设置有第一调节阀及第一流量测量装置；第一调节阀及第一流量测量装置位于燃料组件模拟体的流体入口与第二流量测量装置之间。

进一步，上述安全壳地坑滤网综合性能实验系统还包括热工参数测量控制装置、第一压差变送器、第二压差变送器，所述安全壳地坑模拟水箱内还设置有温度计，所述第二压差变送器分别与燃料组件模拟体的流体入口和流体出口相连，测量燃料组件模拟体的流体入口和流体出口的工质压差，所述第一压差变送器与滤网模块的入口和出口相连，测量滤网模块的入口和出口的工质压差；所述热工参数测量控制装置与温度计、第一压差变送器、第二压差变送器、第一流量测量装置、第二流量测量装置均相连，接收热工参数测量信号；所述热工参数测量控制装置还与第一调节阀、第二调节阀相连，输出热工参数控制信号。

安全壳地坑滤网综合性能实验方法，采用上述的安全壳地坑滤网综合性能实验系统进行实验，具体包括以下步骤：

S1、调节流量及初始温度：通过热工参数测量控制装置控制第二调节阀、第一调节阀、第三调节阀的开度，调节主回路、实验支路及实验旁路流量至实验流量，该试验流量为事先通过系统规模论证所得到的；通过热工参数测量控制装置控制电加热元件调节安全壳地坑模拟水箱内实验工质温度至初始温度，该初始温度是指安全壳地坑工质最高温度；

S2、配置实验工质水化学环境：通过加料水箱将化学试剂注入安全壳地坑模拟水箱内，配置安全壳地坑模拟水箱实验工质中各化学元素浓度及pH值；

S3、添加碎渣：通过加料水箱将实验用碎渣注入安全壳地坑模拟水箱内，开启搅拌器保证实验碎渣在安全壳地坑模拟水箱内与实验工质均匀混合并随实验工质在实验系统中运行；

S4：调节实验工质温度：通过控制电加热元件及冷却器，按地坑工质降温曲线控制调节实验工质的温度；

S5、实时取样实验工质：通过截止阀在实验过程中对实验工质进行取样；

S6、停止实验：当实验工质降至实验最低温度后，通过热工参数测量控制装置关闭循环泵停止实验，并排空实验系统；

S7、碎渣收集与取样：实验结束后对地坑滤网模块及燃料组件模拟体上所沉积的碎渣床进行取样；

S8、实验数据分析。

进一步，步骤S8具体包括：

S81、分析热工参数测量控制装置所采集的实验系统测量信号获得地坑滤网模块的阻力特性随碎渣沉积及实验工质温度的变化曲线以及堆芯燃料组件模拟体的阻力特性随碎渣沉积及实验工质温度的变化曲线；分析碎渣在滤网模块及燃料组件模拟体中的沉积特性；

S82、分析步骤S5中取得的实验工质样品，获得实验工质中化学元素浓度及碎渣浓度的变化趋势；

S83、对步骤S7中取得的碎渣床样品进行电镜扫描分析，获得碎渣床特征及化学沉淀形态。

综上，本发明的有益效果是：

1、本发明的安全壳地坑滤网综合性能实验系统可以通过调节与控制安全壳地坑模拟水箱中实验工质的化学环境、温度环境及添加实验用碎渣，实现本实验装置在不同参数下运行；可开展不同碎渣量组合、温度环境及化学环境条件下地坑滤网性能综合实验，以及燃料组件堵塞水力特性实验；能够在不同碎渣量、化学环境及温度变化条件下模拟地坑长期冷却再循环工况下的运行环境，从而获得安全壳地坑滤网及堆芯燃料组件的水力特性、碎渣堵塞特性等行为，综合性强；

2、本发明可通过更换不同类型地坑过滤器模块及燃料组件模拟体以适应不用堆型的验证需要，通用性强，并且控制操作简便、实验性能良好。

附图说明

图1是本发明的安全壳地坑滤网综合性能实验装置的结构示意图；

图2是本发明的安全壳地坑滤网综合性能实验方法的流程图。

附图中标记及相应的零部件名称：1-安全壳地坑模拟水箱；2-滤网模块；3-循环泵；4-燃料组件模拟体；101-电加热元件；102-冷却器；103-搅拌器；301-第二调节阀；302-第二流量测量装置；401-第一调节阀；402-第一流量测量装置；403-第三调节阀；404-第三流量测量装置；601-第一软管；501-第二软管；6-第一加料水箱；5-第二加料水箱；7-截止阀；8-热工参数测量控制装置；9-温度计；10-第一压差变送器；11-第二压差变送器。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1：

如图1所示，安全壳地坑滤网综合性能实验系统，包括安全壳地坑模拟水箱1、滤网模块2、加料水箱、循环泵3、实验支路、与实验支路并联的实验旁路、第二调节阀301及第二流量测量装置302。

安全壳地坑模拟水箱1用于模拟安全壳的地坑，其内部储存实验工质且具有工质出口、工质回流入口、两个加料口。

加料水箱通过管线连接到安全壳地坑模拟水箱1的加料口，将配置好的实验碎渣及化学试剂注入安全壳地坑模拟水箱1；本实施例中设置2个加料水箱，分别是第一加料水箱6、第二加料水箱5，一个加料水箱向安全壳地坑模拟水箱1注入试验碎渣，另一个加料水箱向安全壳地坑模拟水箱1注入化学试剂，第一加料水箱6通过第一软管601连接到加料口，第二加料水箱5通过第一软管501连接到加料口，两个加料水箱配合根据实验需要将配置好的实验碎渣及化学试剂通过柔性的软管注入安全壳地坑模拟水箱1。

滤网模块2安装在安全壳地坑模拟水箱1内，采用待试验的滤网对流出工质出口的实验工质进行过滤，滤网的设置采用安全壳地坑中滤网常见安装方式，即滤网模块2设置一个过滤池，滤网安装在过滤池入口，过滤池内全部为过滤后的实验工质。

安全壳地坑模拟水箱1的工质出口、第二调节阀301、第二流量测量装置302、循环泵3、实验支路、安全壳地坑模拟水箱1的工质回流入口依次连接；即循环泵3用于从安全壳地坑模拟水箱1的滤网模块的滤池中抽取过滤后的实验工质供给实验支路和实验旁路。循环泵3通过管线连接安全壳地坑模拟水箱1，连接方式有2种：一种是管线直接通过安全壳地坑模拟水箱1的工质出口连接到过滤池内，另一种是过滤池内设置管线或者流道连接到工质出口，循环泵3通过管线连接工质出口；循环泵3及循环泵3与安全壳地坑模拟水箱1之间的管线用于模拟核电站安全壳地坑的取水管路。

实验支路用于模拟核电站安注系统，其包括依次连接的第一调节阀401、第一流量测量装置402、燃料组件模拟体4。燃料组件模拟体4的一端设置有供实验工质通过的流体入口，另一端设置有供实验工质通过的流体出口，在燃料组件模拟体4内部，流体入口与流体出口连通，使实验工质可以通过流体入口流入燃料组件模拟体4、通过流体出口流出燃料组件模拟体4。燃料组件模拟体4的流体入口通过管线连接到循环泵3、流体出口通过管线连接到所述工质回流入口；第一调节阀401的入口通过管线连接循环泵3，第一流量测量装置402连接在第一调节阀401与燃料组件模拟体4的流体入口之间。

安全壳地坑模拟水箱1内还设置搅拌器103，保证注入的实验碎渣及化学试剂在安全壳地坑模拟水箱1内与实验工质均匀混合。

安全壳地坑模拟水箱1内还设置有电加热元件101和冷却器102，用于实现对实验工质的温度控制。

所述实验旁路用于模拟核电站安喷系统，其包括依次连接的第三流量测量装置404和第三调节阀403，通过第三调节阀403的开度调节实验支路与主回路的流量匹配。

第三调节阀403的入口连接第二流量测量装置302；第三流量测量装置404连接在第三调节阀403下游；使得第二流量测量装置302下游同时连接第三调节阀403和第一调节阀401。

本实施例中，从循环泵3出来的实验工质由第二流量测量装置302测量流量后分两路，一路为实验旁路，实验工质能够直接通过实验旁路流出；另一路为实验支路，流入实验支路的实验工质通过第一调节阀401、由第一流量测量装置402测量流量后，通过堆芯燃料组件模拟体4流出；实验支路与实验旁路流出的实验工质再汇合到一起流回安全壳地坑模拟水箱1，形成闭合回路。

所述循环泵3的出口还连接有采样管线，所述采样管线上设置有截止阀7，通过截止阀7可在实验进行过程中对实验工质进行实时取样。

安全壳地坑模拟水箱1、循环泵3、实验支路、安全壳地坑模拟水箱1与循环泵3之间的管线、循环泵3与实验支路之间的管线、实验支路与安全壳地坑模拟水箱1之间的管线构成安全壳地坑滤网综合性能实验系统的主回路。

上述的安全壳地坑滤网综合性能实验系统的工作原理是：

实验时，安全壳地坑模拟水箱1储存一定量的实验工质，根据实验需求，通过加料水箱向安全壳地坑模拟水箱1内的实验工质加入化学试剂和/或碎渣，通过搅拌器103搅拌均匀，滤网模块2采用被实验的滤网对即将从工质出口流出安全壳地坑模拟水箱1的含碎渣实验工质进行过滤，循环泵3从安全壳地坑模拟水箱1取出经滤网2过滤后的实验工质供给实验支路和实验旁路，实验工质流经实验支路和实验旁路汇合后再次回到安全壳地坑模拟水箱1，形成闭合回路。

本实施例中的安全壳地坑滤网综合性能实验系统可以通过调节与控制安全壳地坑模拟水箱1中实验工质的化学环境及添加实验用碎渣，通过电加热元件101和冷却器102配置实验工质的温度环境，实现本实验装置在不同参数下运行；可开展不同碎渣量组合及化学环境条件下地坑滤网性能综合实验，以及燃料组件堵塞水力特性实验；能够在实验工质体积、化学环境及温度变化条件下模拟地坑长期冷却再循环工况下的运行环境，从而获得安全壳地坑滤网及堆芯燃料组件的水力特性、碎渣堵塞特性等行为，综合性强。

所述燃料组件模拟体4的流体出口还连接有排气阀，排气阀对实验回路进行排气，保证整个实验回路的安全性。

本实施例中的堆芯燃料组件模拟体4采用核领域技术的通用结构，一般由压力壳、上联箱、下联箱及燃料组件实验件构成，压力壳固定燃料组件实验件并可开设可视窗，上联箱及下联箱提供燃料组件实验件进出口通道，堆芯燃料组件模拟体4结构属于现有技术，本实施例中不再赘述。燃料组件实验件根据所研究的不同堆型燃料组件结构而选择。

实施例2：

在实施例1的基础上，本实施例中的安全壳地坑滤网综合性能实验系统及方法还包括热工参数测量控制装置8、第一压差变送器10、第二压差变送器11。所述第二压差变送器11分别与燃料组件模拟体4的流体入口和流体出口相连，测量燃料组件模拟体4的流体入口和流体出口的工质压差，所述第一压差变送器10与滤网模块的2入口和出口相连，测量滤网模块的2入口和出口的工质压差。所述安全壳地坑模拟水箱1内还设置有温度计9。热工参数测量控制装置8与温度计9、第一压差变送器10、第二压差变送器11、第一流量测量装置402、第三流量测量装置404、第二流量测量装置302均相连，它们采集的温度、气压、流量等热工参数测量信号；所述热工参数测量控制装置8还与第一调节阀401、第二调节阀301、第三调节阀403、电加热元件101、冷却器102和截止阀7相连，输出温度、流量等热工参数控制信号，温度控制信号发送给电加热元件101和冷却器102的控制装置，流量控制信号发送给对应的第一调节阀401、第三调节阀403、第二调节阀301。热工参数测量控制装置8完成安全壳地坑模拟水箱1内的工质温度、回路流量控制和调节的功能。

本实施例中的第一调节阀401、第三调节阀403、第二调节阀301采用电动调节阀；截止阀7采用手动截止阀，第一流量测量装置402、第三流量测量装置404、第二流量测量装置302均采用流量计。

本实施例中，安全壳地坑模拟水箱1中安装滤网模块2，通过加料水箱配置安全壳地坑模拟水箱1中实验工质的化学环境及添加实验用碎渣，通过电加热元件101和冷却器102配置实验工质的温度环境；含碎渣的实验工质在安全壳地坑模拟水箱1中充分搅拌均匀后通过滤网模块2过滤后进入循环泵3入口，循环泵3出口经第二调节阀301、第二流量测量装置302后分为两条支路，一条支路为实验支路，另一条支路为实验旁路，两条支路流出的实验工质汇合后回到安全壳地坑模拟水箱1，形成闭合回路。

本实施例提供了一种能够在不同碎渣量、化学环境及温度条件下模拟地坑长期冷却再循环工况下的运行环境，从而获得安全壳地坑滤网及堆芯燃料组件的水力特性、碎渣堵塞特性等行为的安全壳地坑滤网综合性能验证实验装置，通过模拟LOCA(失水)事故后地坑再循环阶段安全壳实验工质中碎渣在实验工质化学环境条件下在安全壳地坑滤网及燃料组件上的堵塞、沉积行为，了解碎渣的物理堵塞性能及化学沉淀析出行为，掌握碎渣堵塞条件下安全壳地坑滤网和堆芯的水力特性。研究成果用于核电站安全壳地坑滤网的设计验证，保证安全壳地坑滤网性能满足LOCA事故后地坑再循环阶段堆芯余热的安全排出。该装置可更换不同类型地坑过滤器模块及燃料组件模拟体以适应不用堆型的验证需要，并且控制操作简便、实验性能良好。

本实施例中还提供一种安全壳地坑滤网综合性能实验方法，该方法采用本实施例中的安全壳地坑滤网综合性能实验系统进行实验，如图2所示，安全壳地坑滤网综合性能实验方法具体包括以下步骤：

S1、调节流量及初始温度：通过热工参数测量控制装置8控制第二调节阀301、第一调节阀401、第三调节阀403的开度，调节主回路、实验支路及实验旁路流量至实验流量，所述实验流量是事先通过系统规模论证所得到的实验流量；通过热工参数测量控制装置8控制电加热元件101调节安全壳地坑模拟水箱1内实验工质温度至初始温度，所述初始温度为安全壳地坑工质最高温度；

S2、配置实验工质水化学环境：通过加料水箱将化学试剂注入安全壳地坑模拟水箱1内，配置安全壳地坑模拟水箱1实验工质中各化学元素浓度及pH值；具体地，可以采用：安全壳地坑模拟水箱1中存储去离子水，一个加料水箱中存储与核电站安全壳地坑工质中相同的化学元素；然后通过加料水箱向安全壳地坑模拟水箱1的去离子水中添加与核电站安全壳地坑工质中相同的化学元素形成实验工质，使实验工质pH值以及化学元素种类、浓度与核电站安全壳地坑工质一致；

S3、添加碎渣：通过加料水箱将实验用碎渣注入安全壳地坑模拟水箱1内，开启搅拌器103保证实验碎渣在安全壳地坑模拟水箱1内与实验工质均匀混合并随实验工质在实验系统中运行；

S4：调节实验工质温度：通过控制电加热元件101及冷却器102，按地坑工质降温曲线控制调节实验工质的温度；

S5、实时取样实验工质：通过截止阀7在实验过程中对实验工质进行取样；

S6、停止实验：当实验工质降至实验最低温度后，通过热工参数测量控制装置8关闭循环泵3停止实验，并排空实验系统；

S7、碎渣收集与取样：实验结束后对地坑滤网模块2及燃料组件模拟体4上所沉积的碎渣床进行取样；

S8、实验数据分析，具体包括：

S81、分析热工参数测量控制装置8所采集的实验系统测量信号获得地坑滤网模块2的阻力特性随碎渣沉积及实验工质温度的变化曲线以及堆芯燃料组件模拟体4的阻力特性随碎渣沉积及实验工质温度的变化曲线；分析碎渣在滤网模块2及燃料组件模拟体4中的沉积特性；

S82、分析步骤S5中取得的实验工质样品，获得实验工质中化学元素浓度及碎渣浓度的变化趋势；

S83、对步骤S7中取得的碎渣床样品进行电镜扫描分析，获得碎渣床特征及化学沉淀形态。

结合步骤S82、步骤S83、步骤S81中实验工质样品、碎渣床样品及实验数据分析结果，掌握碎渣堵塞条件下安全壳地坑滤网和堆芯的水力特性，综合验证安全壳地坑滤网性能。

上述方法提供了一种用于研究LOCA事故后地坑再循环阶段安全壳内碎渣堵塞工况下安全壳地坑滤网及堆芯水力综合性能验证实验方法，通过模拟安全壳地坑再循环阶段流程中碎渣在安全壳地坑滤网及燃料组件上的堵塞行为及碎渣在地坑工质化学环境及降温曲线条件下的化学性能，了解碎渣的物理堵塞性能及化学沉淀析出行为，掌握碎渣堵塞条件下安全壳地坑滤网和堆芯的水力特性。研究成果用于核电站安全壳地坑滤网的设计验证，保证安全壳地坑滤网性能满足LOCA事故后地坑再循环阶段堆芯余热的安全排出。该实验方法可通过更换不同类型地坑滤网模块及燃料组件模拟体以适应不用堆型的验证需要。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.安全壳地坑滤网综合性能实验系统，其特征在于，包括：

安全壳地坑模拟水箱（1），具有工质出口、工质回流入口；

滤网模块（2），安装在安全壳地坑模拟水箱（1）内，用于对流出工质出口的实验工质进行过滤；

循环泵（3），通过管线连接到安全壳地坑模拟水箱（1）的工质出口；

实验支路，所述实验支路包括燃料组件模拟体（4），燃料组件模拟体（4）的一端设置有供工质通过的流体入口，另一端设置有供工质通过的流体出口，在燃料组件模拟体（4）内部，流体入口与流体出口连通，燃料组件模拟体（4）的流体入口通过管线连接到所述循环泵（3）、流体出口通过管线连接到所述工质回流入口；

安全壳地坑模拟水箱（1）、循环泵（3）、实验支路和它们之间的管线构成安全壳地坑滤网综合性能实验系统的主回路。

2.根据权利要求1所述的安全壳地坑滤网综合性能实验系统，其特征在于，还包括与实验支路并联的实验旁路，所述实验旁路包括依次连接的第三流量测量装置（404）和第三调节阀（403）。

3.根据权利要求1所述的安全壳地坑滤网综合性能实验系统，其特征在于，还包括加料水箱，所述安全壳地坑模拟水箱（1）上还设置有加料口，加料水箱通过管线连接到安全壳地坑模拟水箱（1）的加料口。

4.根据权利要求1所述的安全壳地坑滤网综合性能实验系统，其特征在于，所述安全壳地坑模拟水箱（1）内设置有电加热元件（101）和冷却器（102）。

5.根据权利要求1所述的安全壳地坑滤网综合性能实验系统，其特征在于，所述安全壳地坑模拟水箱（1）内还设置搅拌器（103）。

6.根据权利要求1至5任一所述的安全壳地坑滤网综合性能实验系统，其特征在于，所述循环泵（3）的出口还连接有采样管线，所述采样管线上设置有截止阀（7）。

7.根据权利要求1至5任一所述的安全壳地坑滤网综合性能实验系统，其特征在于，所述循环泵（3）与实验支路之间的主回路管线上还设置有第二调节阀（301）及第二流量测量装置（302），第二调节阀（301）连接循环泵（3）的出口，第二流量测量装置（302）与第二调节阀（301）相连；所述实验支路上还设置有第一调节阀（401）及第一流量测量装置（402）；第一调节阀（401）及第一流量测量装置（402）位于燃料组件模拟体（4）的流体入口与第二流量测量装置（302）之间。

8.根据权利要求1所述的安全壳地坑滤网综合性能实验系统，其特征在于，还包括热工参数测量控制装置（8）、第一压差变送器（10）、第二压差变送器（11）和与实验支路并联的实验旁路，所述实验旁路包括依次连接的第三流量测量装置（404）和第三调节阀（403）；所述循环泵（3）与实验支路之间的主回路管线上还设置有第二调节阀（301）及第二流量测量装置（302），第二调节阀（301）连接循环泵（3）的出口，第二流量测量装置（302）与第二调节阀（301）相连；所述实验支路上还设置有第一调节阀（401）及第一流量测量装置（402）；第一调节阀（401）及第一流量测量装置（402）位于燃料组件模拟体（4）的流体入口与第二流量测量装置（302）之间，所述安全壳地坑模拟水箱（1）内还设置有温度计（9），所述第二压差变送器（11）分别与燃料组件模拟体（4）的流体入口和流体出口相连，测量燃料组件模拟体（4）的流体入口和流体出口的工质压差，所述第一压差变送器（10）与滤网模块的（2）入口和出口相连，测量滤网模块的（2）入口和出口的工质压差；所述热工参数测量控制装置（8）与温度计（9）、第一压差变送器（10）、第二压差变送器（11）、第一流量测量装置（402）、第三流量测量装置（404）、第二流量测量装置（302）均相连，接收热工参数测量信号；所述热工参数测量控制装置（8）还与第一调节阀（401）、第二调节阀（301）和第三调节阀（403）相连，输出热工参数控制信号。

9.安全壳地坑滤网综合性能实验方法，其特征在于，采用安全壳地坑滤网综合性能实验系统进行实验，所述安全壳地坑滤网综合性能实验系统包括：

安全壳地坑模拟水箱（1），具有工质出口、工质回流入口，所述安全壳地坑模拟水箱（1）内设置有搅拌器（103）、温度计（9）、电加热元件（101）和冷却器（102）；

滤网模块（2），安装在安全壳地坑模拟水箱（1）内，用于对流出工质出口的实验工质进行过滤；

循环泵（3），通过管线连接到安全壳地坑模拟水箱（1）的工质出口；所述循环泵（3）的出口还连接有采样管线，所述采样管线上设置有截止阀（7）；

实验支路，所述实验支路包括燃料组件模拟体（4），燃料组件模拟体（4）的一端设置有供工质通过的流体入口，另一端设置有供工质通过的流体出口，在燃料组件模拟体（4）内部，流体入口与流体出口连通，燃料组件模拟体（4）的流体入口通过管线连接到所述循环泵（3）、流体出口通过管线连接到所述工质回流入口；所述循环泵（3）与实验支路之间的主回路管线上还设置有第二调节阀（301）及第二流量测量装置（302），第二调节阀（301）连接循环泵（3）的出口，第二流量测量装置（302）与第二调节阀（301）相连；所述实验支路上还设置有第一调节阀（401）及第一流量测量装置（402）；第一调节阀（401）及第一流量测量装置（402）位于燃料组件模拟体（4）的流体入口与第二流量测量装置（302）之间；

安全壳地坑模拟水箱（1）、循环泵（3）、实验支路和它们之间的管线构成安全壳地坑滤网综合性能实验系统的主回路；

与实验支路并联的实验旁路，所述实验旁路包括依次连接的第三流量测量装置（404）和第三调节阀（403）；

加料水箱，所述安全壳地坑模拟水箱（1）上还设置有加料口，加料水箱通过管线连接到安全壳地坑模拟水箱（1）的加料口；

还包括热工参数测量控制装置（8）、第一压差变送器（10）、第二压差变送器（11），所述第二压差变送器（11）分别与燃料组件模拟体（4）的流体入口和流体出口相连，测量燃料组件模拟体（4）的流体入口和流体出口的工质压差，所述第一压差变送器（10）与滤网模块的（2）入口和出口相连，测量滤网模块的（2）入口和出口的工质压差；所述热工参数测量控制装置（8）与温度计（9）、第一压差变送器（10）、第二压差变送器（11）、第一流量测量装置（402）、第三流量测量装置（404）、第二流量测量装置（302）均相连，接收热工参数测量信号；所述热工参数测量控制装置（8）还与第一调节阀（401）、第二调节阀（301）和第三调节阀（403）相连，输出热工参数控制信号；

所述方法具体包括以下步骤：

S1、调节流量及初始温度：通过热工参数测量控制装置（8）控制第二调节阀（301）、第一调节阀（401）、第三调节阀（403）的开度，调节主回路、实验支路及实验旁路流量至实验流量；通过热工参数测量控制装置（8）控制电加热元件（101）调节安全壳地坑模拟水箱（1）内实验工质温度至初始温度；

S2、配置实验工质水化学环境：通过加料水箱将化学试剂注入安全壳地坑模拟水箱（1）内，配置安全壳地坑模拟水箱（1）实验工质中各化学元素浓度及pH值；

S3、添加碎渣：通过加料水箱将实验用碎渣注入安全壳地坑模拟水箱（1）内，开启搅拌器（103）保证实验碎渣在安全壳地坑模拟水箱（1）内与实验工质均匀混合并随实验工质在实验系统中运行；

S4：调节实验工质温度：通过控制电加热元件（101）及冷却器（102），按地坑工质降温曲线控制调节实验工质的温度；

S5、实时取样实验工质：通过截止阀（7）在实验过程中对实验工质进行取样；

S6、停止实验：当实验工质降至实验最低温度后，通过热工参数测量控制装置（8）关闭循环泵（3）停止实验，并排空实验系统；

S7、碎渣收集与取样：实验结束后对地坑滤网模块（2）及燃料组件模拟体（4）上所沉积的碎渣床进行取样；

S8、实验数据分析。

10.根据权利要求9所述的安全壳地坑滤网综合性能实验方法，其特征在于，步骤S8具体包括：

S81、分析热工参数测量控制装置（8）所采集的实验系统测量信号获得地坑滤网模块（2）的阻力特性随碎渣沉积及实验工质温度的变化曲线以及堆芯燃料组件模拟体（4）的阻力特性随碎渣沉积及实验工质温度的变化曲线；分析碎渣在滤网模块（2）及燃料组件模拟体（4）中的沉积特性；

S82、分析步骤S5中取得的实验工质样品，获得实验工质中化学元素浓度及碎渣浓度的变化趋势；

S83、对步骤S7中取得的碎渣床样品进行电镜扫描分析，获得碎渣床特征及化学沉淀形态。