CN108257690A - 一种研究安全壳非能动排热系统自然循环阻力影响的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于安全壳非能动排热技术领域，具体涉及一种研究安全壳非能动排热系统自然循环阻力影响的装置。电锅炉生产出高温高压水蒸汽通过上部通汽管线和下部通汽管线进入安全壳模拟体，安全壳模拟体内高温高压蒸汽加热热交换器，热交换器管道内液体沸腾温度升高通过自然循环上升段进入冷却水箱，冷却水箱内液体下降通过自然循环下降段流过热交换器，从而形成自然循环流量，并在过程中连续不断带走安全壳模拟体内热量，降低安全壳模拟体的压力，确保安全壳模拟体的安全；通过远程控制自然循环上升段隔离阀和下降段隔离阀的开度来增加自然循环回路的阻力。本发明可为电站建成后在非正常运行工况下的决策提供参考。

Description

一种研究安全壳非能动排热系统自然循环阻力影响的装置
技术领域
本发明属于核电站安全壳非能动排热技术领域，具体涉及一种研究安全壳非能动排热系统自然循环阻力影响的装置。
背景技术
中核华龙一号安全壳非能动热量导出系统下降管处设置的滤网可能发生堵塞，阀门可能卡涩无法全开，换热器或系统管道可能结垢，这些情况的出现将对系统自然循环能力产生不利影响。在中核华龙一号安全壳非能动热量导出系统实验装置自然循环回路阻力特性研究中，研究自然循环回路阻力变化对回路自然循环特性的影响程度及变化规律，需要先计算原回路等效阻力系数，并不断引入阻力，增加该系数，以完成试验条件的准备工作。
发明内容
本发明的目的在于提供一种研究安全壳非能动排热系统自然循环阻力影响的装置，以解决中核华龙一号安全壳非能动热量导出系统实验装置自然循环回路阻力特性研究中多次引入阻力的需求，并研究得出回路自然循环特性随等效阻力系数变化的规律，为电站建成后系统在非正常运行工况下的决策提供参考依据。
为达到上述目的，本发明所采取的技术方案为：
一种研究安全壳非能动排热系统自然循环阻力影响的装置，电锅炉分别通过上部通汽管线和下部通汽管线与安全壳模拟体连接，热交换器放置在安全壳模拟体内，热交换器两端通过自然循环上升段和自然循环下降段与冷却水箱底部相连，自然循环上升段上设置有上升段隔离阀，自然循环下降段上设置有下降段隔离阀。
所述的电锅炉出口设置有流量表，用于观察和控制电锅炉出汽量。
所述的自然循环上升段上设置有上升段流量计。
所述的自然循环上升段上设置有上升段压差表。
所述的自然循环下降段上设置有下降段流量计。
所述的自然循环下降段上设置有下降段压差表。
所述的冷却水箱中放有规定液位的常温除盐水。
所述的电锅炉生产出高温高压的水蒸汽通过上部通汽管线和下部通汽管线进入安全壳模拟体内，安全壳模拟体模拟真实核电站安全壳内事故工况下的各种参数，安全壳模拟体内高温高压蒸汽加热热交换器，热交换器管道内液体沸腾温度升高通过自然循环上升段进入冷却水箱，冷却水箱内液体下降通过自然循环下降段流过热交换器，从而形成自然循环流量，并在过程中连续不断带走安全壳模拟体内热量，降低安全壳模拟体的压力，确保安全壳模拟体的安全；通过远程控制自然循环上升段隔离阀和下降段隔离阀的开度来增加自然循环回路的阻力，观察自然循环建立情况并计算出由于阀门开度变化引起的自然循环阻力的变化大小。
从100％的开度开始，以5％的幅度每次减小上升段隔离阀或下降段隔离阀的阀门开度，每次只动一个，观察至少10分钟，待系统自然循环趋于稳定后记录完整的试验数据并存档，需要做10个以上的点；整理试验数据，得出系统自然循环特性随阻力变化曲线并存档，再根据系统原始设计标准，得到临界回路等效阻力系数；当电站实际系统出现阻力增加影响自然循环的工况时，根据现场实际系统上设置的仪表检测到的参数计算出等效阻力系数变化量，根据原试验曲线进行查找比对，判断并评估出系统可用性的具体被影响程度值。
本发明所取得的有益效果为：
本发明是国内第一次用于中核华龙一号安全壳非能动热量导出系统实验装置自然循环回路阻力特性研究，具有较大的实践意义。其优点有：1.只需一次安装调试，减少了工作量；2.可实现连续调节，方便做出特性曲线，为电站建成后在非正常运行工况下的决策提供参考；3.可实现远程控制，试验期间不需要直接现场操作；4.阀门周围设置了连续参数检测设施，准确性高。
附图说明
图1为研究安全壳非能动排热系统自然循环阻力影响的装置结构图；
图中：1、电锅炉；2、安全壳模拟体；3、热交换器；4、冷却水箱；5、流量表；6、上部通汽管线；7、下部通汽管线；8、自然循环上升段；9、自然循环下降段；10、上升段隔离阀；11、上升段流量计；12、上升段压差表；13、下降段隔离阀；14、下降段流量计；15、下降段压差表。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
如图1所示，为研究安全壳非能动排热系统自然循环阻力影响的装置结构图。电锅炉1分别通过上部通汽管线6和下部通汽管线7与安全壳模拟体2连接，电锅炉1出口设置有流量表5，热交换器3放置在安全壳模拟体2内，热交换器3两端通过自然循环上升段8和自然循环下降段9与冷却水箱4底部相连，自然循环上升段8上设置有上升段隔离阀10、上升段流量计11和上升段压差表12，自然循环下降段9上设置有下降段隔离阀13、下降段流量计14和下降段压差表15。
电锅炉1生产出高温高压的水蒸汽并通过上部通汽管线6和下部通汽管线7进入安全壳模拟体2内，通过电锅炉1出口的流量表5可以观察和控制电锅炉1出汽量，加上事先在安全壳模拟体2内充好的压缩空气氦气等，可以模拟真实核电站安全壳内事故工况下的各种参数。热交换器3放置在安全壳模拟体2内，冷却水箱4中放有规定液位的常温除盐水，热交换器3两端通过自然循环上升段8和自然循环下降段9与冷却水箱4底部相连。安全壳模拟体2内高温高压蒸汽加热热交换器3，热交换器3管道内液体沸腾温度升高并通过自然循环上升段8进入冷却水箱4，冷却水箱4内液体下降通过自然循环下降段9流过热交换器3，从而形成自然循环流量，并在过程中连续不断带走安全壳模拟体2内热量，降低安全壳模拟体2的压力，确保安全壳模拟体2的安全。通过远程控制自然循环上升段隔离阀10和下降段隔离阀13的开度来增加自然循环回路的阻力，通过隔离阀周围的上升段压差表12和下降段压差表15，以及上升段流量计11和下降段流量计14可观察自然循环建立情况并计算出由于阀门开度变化引起的自然循环阻力的变化大小。
从100％的开度开始，以5％的幅度每次减小上升段隔离阀10或下降段隔离阀13的阀门开度，每次只动一个，观察至少10分钟，待系统自然循环趋于稳定后通过遍布整个实验装置的仪表记录完整的试验数据并存档，需要做10个以上的点。整理试验数据，得出系统自然循环特性随阻力变化曲线并存档。再根据系统原始设计标准，还可以得到临界回路等效阻力系数。当电站实际系统出现阻力增加影响自然循环的工况时，根据现场实际系统上设置的仪表检测到的参数计算出等效阻力系数变化量，就可以根据原试验曲线进行查找比对，判断并评估出系统的可用性的具体的被影响程度值，以方便电站控制人员做出正确的决策。

Claims (9)

1.一种研究安全壳非能动排热系统自然循环阻力影响的装置，其特征在于：电锅炉(1)分别通过上部通汽管线(6)和下部通汽管线(7)与安全壳模拟体(2)连接，热交换器(3)放置在安全壳模拟体(2)内，热交换器(3)两端通过自然循环上升段(8)和自然循环下降段(9)与冷却水箱(4)底部相连，自然循环上升段(8)上设置有上升段隔离阀(10)，自然循环下降段(9)上设置有下降段隔离阀(13)。
2.根据权利要求1所述的研究安全壳非能动排热系统自然循环阻力影响的装置，其特征在于：所述的电锅炉(1)出口设置有流量表(5)，用于观察和控制电锅炉(1)出汽量。
3.根据权利要求1所述的研究安全壳非能动排热系统自然循环阻力影响的装置，其特征在于：所述的自然循环上升段(8)上设置有上升段流量计(11)。
4.根据权利要求1所述的研究安全壳非能动排热系统自然循环阻力影响的装置，其特征在于：所述的自然循环上升段(8)上设置有上升段压差表(12)。
5.根据权利要求1所述的研究安全壳非能动排热系统自然循环阻力影响的装置，其特征在于：所述的自然循环下降段(9)上设置有下降段流量计(14)。
6.根据权利要求1所述的研究安全壳非能动排热系统自然循环阻力影响的装置，其特征在于：所述的自然循环下降段(9)上设置有下降段压差表(15)。
7.根据权利要求1所述的研究安全壳非能动排热系统自然循环阻力影响的装置，其特征在于：所述的冷却水箱(4)中放有规定液位的常温除盐水。
8.根据权利要求1所述的研究安全壳非能动排热系统自然循环阻力影响的装置，其特征在于：所述的电锅炉(1)生产出高温高压的水蒸汽通过上部通汽管线(6)和下部通汽管线(7)进入安全壳模拟体(2)内，安全壳模拟体(2)模拟真实核电站安全壳内事故工况下的各种参数，安全壳模拟体(2)内高温高压蒸汽加热热交换器(3)，热交换器(3)管道内液体沸腾温度升高通过自然循环上升段(8)进入冷却水箱(4)，冷却水箱(4)内液体下降通过自然循环下降段(9)流过热交换器(3)，从而形成自然循环流量，并在过程中连续不断带走安全壳模拟体(2)内热量，降低安全壳模拟体(2)的压力，确保安全壳模拟体(2)的安全；通过远程控制自然循环上升段隔离阀(10)和下降段隔离阀(13)的开度来增加自然循环回路的阻力，观察自然循环建立情况并计算出由于阀门开度变化引起的自然循环阻力的变化大小。
9.根据权利要求8所述的研究安全壳非能动排热系统自然循环阻力影响的装置，其特征在于：从100％的开度开始，以5％的幅度每次减小上升段隔离阀10或下降段隔离阀13的阀门开度，每次只动一个，观察至少10分钟，待系统自然循环趋于稳定后记录完整的试验数据并存档，需要做10个以上的点；整理试验数据，得出系统自然循环特性随阻力变化曲线并存档，再根据系统原始设计标准，得到临界回路等效阻力系数；当电站实际系统出现阻力增加影响自然循环的工况时，根据现场实际系统上设置的仪表检测到的参数计算出等效阻力系数变化量，根据原试验曲线进行查找比对，判断并评估出系统可用性的具体被影响程度值。
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