CN112164482B - 一种安全壳热工水力综合试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种安全壳热工水力综合试验装置，包括安全壳模拟体、气体供应系统、非能动导热系统、以及数据系统，气体供应系统具有多个排放口，各排放口分设于安全壳模拟体内的不同位置，用于释放不同参数的气体以模拟不同事故工况下安全壳内的气体喷放；数据系统包括数据采集单元、数据接收单元，数据采集单元为多个，各数据采集单元分布在安全壳模拟体内的不同位置，用于采集安全壳模拟体内不同位置的热工力学参数；数据接收单元与数据采集单元电连接，用于接收各数据采集单元传递的热工力学参数。本发明可实现对安全壳内热分层、多气体组分及分布等复杂热工水力现象及其与安全系统耦合行为的模拟试验研究。

Description

一种安全壳热工水力综合试验装置

技术领域

本发明属于核技术领域，具体涉及一种安全壳热工水力综合试验装置。

背景技术

目前国际上三代核电技术中大量采用了非能动安全系统，以应对全厂断电事故或能动安全系统故障等工况，但非能动系统的启动和运行非常复杂，其启动和运行过程无法预测和确定。

压水堆核电厂作为一种典型的核电系统类型，其安全壳往往具有较大的尺寸和容积，在此尺度下，安全壳内的温度、压力、组分等热工参数必然存在分布不均匀的问题，而这些热工参数对非能动系统的运行具有非常大的影响。

然而，由于核工业生产的特殊性，目前无法完整的得到真实的大空间安全壳内事故工况时发生的热分层、组分分层等热工力学现象，以及热工力学现象与非能动系统的耦合行为。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种安全壳热工水力综合试验装置，可实现对安全壳内热分层、多气体组分及分布等复杂热工水力现象及其与安全系统耦合行为的模拟试验研究。

本发明提供一种安全壳热工水力综合试验装置，其技术方案如下：

一种安全壳热工水力综合试验装置，包括安全壳模拟体、气体供应系统、非能动导热系统、以及数据系统，

所述气体供应系统具有多个排放口，各排放口分设于所述安全壳模拟体内的不同位置，用于释放不同参数的气体以模拟不同事故工况下安全壳内的气体喷放；

所述数据系统包括数据采集单元、数据接收单元，

所述数据采集单元为多个，各数据采集单元分布在安全壳模拟体内的不同位置，用于采集安全壳模拟体内不同位置的热工力学参数，所述热工热力学参数通过所述气体供应系统在所述安全壳模拟体内模拟事故工况产生的热工水力现象与所述非能动导热系统之间相互作用后形成；

所述数据接收单元与数据采集单元电连接，用于接收各数据采集单元传递的热工力学参数。

优选的是，所述安全壳模拟体的内部空间分隔为多个隔间，且各隔间设于安全壳模拟体的底部，各个所述排放口分设于各隔间和隔间上部的安全壳模拟体大空间内。

优选的是，所述气体供应系统包括喷放管路和蒸汽单元，

所述蒸汽单元与所述喷放管路的首端相连，用于提供蒸汽；

所述喷放管路的末端有多个，多个末端分设于各所述隔间和所述大空间内，所述排放口设于各隔间和大空间内的喷放管路上。

优选的是，所述蒸汽单元包括蒸汽供应设备、蒸汽管路，

所述蒸汽供应设备包括燃气锅炉和电锅炉，所述燃气锅炉和所述电锅炉均与所述蒸汽管路的一端相连，蒸汽管路的另一端与所述喷放管路的首端相连。

优选的是，所述气体供应系统还包括空气单元和氦气单元，

所述空气单元与所述喷放管路相连，用于提供压缩空气；

所述氦气单元与所述喷放管路相连，用于提供氦气。

优选的是，所述数据采集单元包括温度检测机构、压力检测机构、组分检测机构、流速检测机构以及流量检测机构中的一种或多种，

所述温度检测机构，用于检测所述安全壳模拟体及所述非能动导热系统内的温度；

所述压力检测机构，用于检测所述安全壳模拟体内的压力；

所述组分检测机构，用于检测所述安全壳模拟体内的气体组分浓度；

所述流速检测机构，用于检测所述安全壳模拟体内的气体流速；

所述流量检测机构，用于检测所述喷放管路喷放出的气体的流量。

优选的是，所述非能动导热系统包括自然循环回路，

所述自然循环回路的数量为多个，单个自然循环回路包括换热水箱以及至少一个换热器，

所述换热水箱设于所述安全壳模拟体外，用于提供冷却水；

换热器设于所述安全壳模拟体内，其与所述换热水箱连通，用于对所述冷却水进行换热。

优选的是，所述试验装置还包括排气管路和真空破坏阀，

所述排气管路与所述安全壳模拟体的内部相连，用于排出安全壳模拟体内部的气体；

所述真空破坏阀设于安全壳模拟体上，用于防止安全壳模拟体内出现负压。

优选的是，所述数据系统还包括中控单元，

所述中控单元与所述数据采集单元电连接，用于对数据接收单元接收的热工力学参数进行数据处理；

所述中控单元还分别与所述气体供应系统、所述非能动导热系统、所述排气管路、以及所述真空破坏阀电连接，用于根据接收到的热工力学参数信息及数据处理结果来控制气体供应系统、非能动导热系统、排气管路、以及真空破坏阀的启闭和开度。

优选的是，所述试验装置还包括防护件和/或冷凝水收集件，

所述防护件设于所述安全壳模拟体内，并处于各换热器与大所述大空间之间，用于阻挡事故工况下安全壳模拟体内产生的飞射物；

所述冷凝水收集件设于所述安全壳模拟体内，并处于各换热器的下方，用于收集所述换热器上冷凝后产生的冷凝水。

本发明的有益效果如下：

(1)安全壳模拟体为超大型壳体，且对内部空间合理规划进行分区，使得模拟出的不同事故工况下的安全壳模拟体内的热工参数分布情况与真实情况更接近一致，提高试验准确性。

(2)通过将燃气锅炉和电锅炉的配合使用，可提供满足不同要求的蒸汽，可模拟更多的事故工况，拓展了试验装置的试验研究范围。

(3)数据采集点布置合理，分布范围广，可提高试验数据的精确度，为试验研究分析提供有力支撑。

(4)通过合理布置非能动导热系统的换热器、以及防护件等附加机构，使安全壳模拟体内空间产生冷屏效应，从而可对安全壳内复杂的热工水力现象与非能动导热系统之间的相互影响情况进行试验研究，实现安全壳内热工水力行为与安全系统之间存在复杂的耦合行为进行试验研究。

附图说明

图1为本发明实施例中安全壳热工水力综合试验装置的结构示意图；

图2为图1中安全壳模拟体内部空间及隔间划分示意图；

图3为图2中的俯视图。

图中：1-安全壳模拟体；2-隔间；3-喷放管路；4-蒸汽供应设备；5-蒸汽管路；6-第一流量计；7-第一调节阀；8-空气供应设备；9-空气管路；

10-第二流量计；11-第二调节阀；12-氦气供应设备；13-氦气管路；14-第三流量计；15-第三调节阀；16-换热器；17-冷管段18-热管段19-换热水箱；20-强制循环回路；21-疏水管路；22-充水管路；23-排气管路；24-真空破坏阀；25-冷凝水收集件；26-防护件；27-凝水罐。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面将结合本发明的附图和具体实施例，对本发明作进一步清楚、完整的描述。

针对现有技术中用于研究安全壳热工水力现象的试验装置存在无法完整的模拟出真实的大空间安全壳内事故工况时发生的热分层、组分分层等热工力学现象，以及热工力学现象与非能动导热系统的耦合行为的问题，本发明提供一种安全壳热工水力综合试验装置，包括安全壳模拟体、气体供应系统、非能动导热系统、以及数据系统，

所述气体供应系统具有多个排放口，各排放口分设于所述安全壳模拟体内的不同位置，用于释放不同参数的气体以模拟不同事故工况下安全壳内的气体喷放；

所述数据系统包括数据采集单元、数据接收单元，

所述数据采集单元为多个，各数据采集单元分布在安全壳模拟体内的不同位置，用于采集安全壳模拟体内不同位置的热工力学参数，所述热工热力学参数通过所述气体供应系统在所述安全壳模拟体内模拟事故工况产生的热工水力现象与所述非能动导热系统之间相互作用后形成；

所述数据接收单元与数据采集单元电连接，用于接收各数据采集单元传递的热工力学参数。

实施例1

如图1所示，本实施例公开一种安全壳热工水力综合试验装置，包括安全壳模拟体1、气体供应系统、非能动导热系统、以及数据系统，其中：

气体供应系统具有多个排放口，各排放口分设于安全壳模拟体1内的不同位置，用于通过从不同的位置释放不同参数的气体以模拟不同事故工况下安全壳内的气体喷放；

数据系统包括数据采集单元、数据接收单元，数据采集单元为多个，各数据采集单元分布在安全壳模拟体1内的不同位置(比如，安全壳模拟内部的不同高度处)，用于采集安全壳模拟体1内不同位置的热工力学参数，该热工热力学参数通过气体供应系统在安全壳模拟体内模拟事故工况产生的热工水力现象与非能动导热系统之间相互作用后形成；

数据接收单元与数据采集单元电连接，用于接收各数据采集单元传递的热工力学参数信息。

可选的，数据接收单元包括有显示屏，用于对接收到的各个热工力学参数进行显示。

进一步的，安全壳模拟体1的内部空间分隔为多个隔间2，且各隔间2设于安全壳模拟体1的底部，以模拟安全壳的内部结构，上述的各个排放口分别设于各隔间2和隔间1上部的安全壳模拟体大空间内，从而可模拟得到事故工况下的安全壳内气体的真实流动情况，提高试验的准确性。

具体来说，本实施例中对安全壳的内部结构进行了适当的简化，隔间2的数量优选为七个，七个隔间分别设于安全壳模拟体1的底部空间内，其中：一个隔间设于中间位置，以模拟燃料水池隔间及环廊(记为R)；另外六个隔间围绕其环形分布，以分别模拟一个反应堆压力容器隔间(记为F)、三个蒸汽发生器隔间(分别记为1#SG、2#SG、3#SG)、一个堆腔注水冷却系统隔间(记为CIS)、一个稳压器隔间(记为P)，且各隔间都分为上下两层，以满足不同的试验需求。在一些可选的实施方式中，各隔间的具体分布情况可如图2、图3所示，各隔间2的具体尺寸可根据核电厂设计通过模化分析后的比例来确定。

本实施例中，安全壳模拟体1的形状与压水堆核电厂的安全壳相似，即本实施例试验装置主要用于模拟压水堆核电厂的安全壳热工水力现象。在条件允许下，安全壳模拟体1与真实安全壳的比例应尽可能接近1:1，尤其是高度比，以确保安全壳模拟体内的热工参数分布情况与真实情况一致。本实施例中，安全壳模拟体1与真实安全壳的体积比不小于1：100，为超大型安全壳模拟体，与传统的小体积安全壳模拟体相比，其模拟出的安全壳内热工水力现象更接近实际情况，可提高试验数据的准确性。

本实施例的试验装置还可包括保温件，保温件包覆于安全壳模拟体1的外部，以便精确模拟核电厂在运行过程中实际的安全壳散热产生的热量。

进一步的，气体供应系统包括喷放管路3和蒸汽单元，蒸汽单元与喷放管路3的首端相连，用于提供蒸汽，使安全壳模拟体内的温度达到模拟的事故工况的温度，喷放管路3具有多个末端，各个末端分别设于安全壳模拟体1内的各隔间内，排放口设于各隔间内的喷放管路3上。

更进一步的，蒸汽单元包括蒸汽供应设备4、蒸汽管路5。蒸汽供应设备4用于提供蒸汽，其中，蒸汽的温度为对应压力下的饱和温度。蒸汽管路5的一端与蒸汽供应设备4相连，其另一端与喷放管路3的首端相连，用于将蒸汽供应设备4提供的蒸汽输送至喷放管路3，蒸汽经喷放管路3输送至安全壳模拟体1内的各隔间后从间隔内的排放口中喷出。蒸汽管路5上设有第一流量计6和第一调节阀7，通过第一流量计6检测蒸汽管路5中的蒸汽流量，以便于调节第一调节阀7来控制蒸汽的流速和流量。

本实施例中，蒸汽供应设备4可采用锅炉，锅炉包括燃气锅炉和/或电锅炉，燃气锅炉的功率一般都比较大，可达到4000KW以上,可以提供对应大功率范围的蒸汽，即可满足蒸汽需求量较大时的蒸汽供应，电锅炉的功率一般相对较低，但是控制精度高，可提供对应高精确度的功率的蒸汽，即可满足蒸汽需求量精度较高时的蒸汽供应。通过燃气锅炉和电锅炉的组合使用，既可以实现对瞬时高功率蒸汽的供应，又可以实现对高精度的较低功率范围蒸汽的长期供应，从而实现不同事故工况下模拟蒸汽泄漏的喷放过程。

本实施例中，蒸汽单元还包括保温组件(图中未示出)，保温组件设于蒸汽管路5外，用于对蒸汽管路5进行保温，以防蒸汽管路5内的蒸汽在输送过程中发生冷凝。

进一步的，气体供应系统还包括空气单元和/或氦气单元，其中：空气单元与喷放管路3相连，以提供试验用空气；氦气单元与喷放管路3相连，以提供试验用氦气。

具体来说，空气单元包括空气供应设备8和空气管路9，空气管路9的一端与空气供应设备8相连，其另一端与喷放管路3相连，空气管路9上设有第二流量计10和第二调节阀11，以控制向喷放管路3输送的空气的量。本实施例中，空气供应设备8采用空压机，空压机提供压缩空气，压缩空气的压力范围优选为0.1-1MPa。氦气单元用于模拟核电厂内氢气等不凝气体的分布。氦气单元包括氦气供应设备12和氦气管路13，氦气管路13的一端与氦气供应设备12相连，其另一端与喷放管路3相连，氦气管路13上设有第三流量计14和第三调节阀15，以控制向喷放管路3输送的氦气的量。本实施例中，氦气供应设备12采用氦气瓶，氦气瓶提供所需的氦气,氦气的压力范围优选为0.1-14MPa。

在进行试验时，并通过第一调节阀7、第二调节阀11、第三调节阀15等控制阀的配合使用，将蒸汽、压缩空气、氦气先分别汇入到喷放管路3中混合后形成模拟事故工况所需的气体，再选择从不同的隔间2的排放口喷出，并控制喷出的气体的流速、流量、组分，从而可以模拟出设计基准工况及设计扩展工况等不同的事故工况，比如LOCA(冷却剂丧失事故)、MSLB(主蒸汽管道断裂事故)、SBO(全厂断电)，并能够进一步模拟不同事故工况下气体泄漏扩散过程的方向和流速变化。

进一步的，非能动导热系统(简称PCS系统)包括自然循环回路，自然循环回路的数量为多个，单个自然循环回路包括换热水箱19以及至少一个换热器16。换热水箱19设于安全壳模拟体1外，用于提供冷却水。换热器16设于安全壳模拟体1内，其与换热水箱19连通，用于对冷却水进行换热。

具体来说，自然循环回路包括换热水箱19、换热器16、以及处于两者之间的连通管路，即冷管段17和热管段18。换热水箱19设于安全壳模拟体1的上方，换热器16设于安全壳模拟体1内的上部大空间内。换热水箱19至少具有一个出口和一个入口，换热水箱19的一个出口通过冷管段17与换热器16的冷却介质入口相连，换热器16的冷却介质出口通过热管段18与换热水箱19的一个入口相连。在冷管段和/或热管段可设有阀门，用于开启和关闭自然循环回路。在自然循环回路运行时，换热水箱19内的冷却水(水温为环境温度)通过冷管段17输送至换热器16，冷却水通过换热器16与安全壳模拟体1内的气体进行换热，换热后的冷却水的温度升高(最高可达到饱和温度)，再通过热管段18返回至换热水箱19，用于循环使用。

本实施例中，如图1所示，自然循环管路的数量优选为三个，其中两个自然循环回路上分别设置两个并联的换热器16(即每个自然循环回路包括两个并联的换热器16)，另一个自然循环回路上只设置一个换热器16，且两个设有两个换热器16的自然循环回路上的其中一个换热器16的位置高度与只设有一个换热器16的自然循环回路的换热器16的位置高度相同，该位置的具体高度优选为等于核电厂的安全壳内换热器的实际高度，两个设有两个换热器16的自然循环回路上的另一个换热器16分别设于三个处于同一位置高度的换热器16的上方和下方。通过上述换热器16布置，可以使换热器16产生热空间内的冷屏效应(指热空间内存在一个冷却壁面，自然会形成壁面传热，包括热传导、冷凝导热等，从而在壁面附近形成温度梯度)，冷屏效应可影响安全壳模拟体内的热工状态，而安全壳模拟体内的热工状态又可以反过来影响换热器的冷屏效应，从而可以通过试验分析PCS系统中换热器高度对其换热的影响，实现不同高差、不同热工环境下非能动传热的对比分析。

本实施例中，PCS系统还可以包括强制循环回路20，强制循环回路20并联在各自然循环回路的冷管段17上，且强制循环回路20上设有强制循环泵，通过启动强制循环泵可将换热水箱19内的水强制输送至换热器16进行强制换热，以实现固定参数的特定试验需求。

本实施例中，PCS系统还包括疏水管路21和充水管路22。充水管路22与换热水箱19相连，充水管路22上设有充水控制阀，以提供PCS系统所需的循环用水(即冷却水)。疏水管路21也与换热水箱19相连，疏水管路21上设有疏水控制阀，用于排出换热水箱19内的冷却水。

进一步的，试验装置还包括排气管路23和真空破坏阀24，排气管路23与安全壳模拟体1的内部相连，用于排出安全壳内部的气体，以对安全壳模拟体进行降压，真空破坏阀24设于安全壳模拟体1上，用于防止安全壳模拟体内出现负压。

具体来说，排气管路23优选设于安全壳模拟体1的上部或顶部，排气管路23上设有排气控制阀，用于排出安全壳模拟体1内的气体，如在完成一次试验之后，将安全壳模拟体内的气体排出，使安全壳模拟体降压、冷却。真空破坏阀24优选设于安全壳模拟体1的上部或顶部，以防止安全壳模拟体出现负压而损坏。

进一步的，数据采集单元(图中未示出)包括温度检测机构、压力检测机构、组分检测机构、流速检测机构以及流量检测机构中的一种或多种，其中：温度检测机构，用于检测安全壳模拟体1以及非能动导热系统内的温度；压力检测机构，用于检测安全壳模拟体1内的压力；组分检测机构，用于检测安全壳模拟体1内的气体组分浓度；流速检测机构，用于检测安全壳模拟体1内的气体流速；流量检测机构，用于检测喷放管路3喷放出的气体的流量。

具体来说，本实施例中温度检测机构可采用热电偶温度计等任意一种市售温度检测设备，其检测点包括安全壳模拟体1的壁面及内部空间、各个隔间的壁面及内部空间、换热器16的壁面、以及各管路内部等需要采集其温度的位置，以采集温度信息。压力检测机构可采用压力表，压力表与安全壳模拟体相连，以采集安全壳模拟体内部的压力信息。组分检测机构可采用质谱仪和/或氦气纯度仪，其检测点至少要包括各个隔间内、换热器附近等位置，在试验时，可定时采集或不定时采集上述各位置的气体组分浓度信息。流速检测机构可采用激光多普勒测速仪(LDV)，由于激光多普勒测速仪可移动，可实现对不同区域进行移动检测，其检测点包括如：各隔间、安全壳模拟体1内部空间的不同高度处等可能出现气体流速不同的任意位置，以采集各区域的气体流速信息。流量检测机构主要包括设于气体供应系统上的第一流量计6、第二流量计10、以及第三流量计14，以采集试验过程中对应喷放出的气体流量信息。

在条件允许情况下，本实施例中的温度检测机构、压力检测机构、组分检测机构、流速检测机构以及流量检测机构的检测点应尽可能遍布安全壳内模拟体1内部空间的各个位置，以提高试验数据精确度，为试验研究分析提供有力的数据支撑。

本实施例，通过设置上述数据采集单元，由温度T、压力P、气体流量Q等数据可综合分析标定模拟出的事故工况，并且，根据温度T进一步分析安全壳模拟体内的热分层现象及程度，根据气体组分浓度进一步分析安全壳模拟体内的气体组分分层现象，根据流速v进一步分析安全壳模拟体内的气体流场。

更进一步的，数据系统还包括中控单元，中控单元与数据采集单元电连接，用于对数据接收单元接收的热工力学参数进行数据处理。本实施例中，热工力学参数信息包括温度T、压力P、组分浓度、气体流速v、气体流量Q等。中控单元还分别与气体供应系统、非能动导热系统、排气管路、以及真空破坏阀24电连接，更准确的说，中控单元是与气体供应系统的第一调节阀7、第二调节阀11、第三调节阀15电连接，与非能动导热系统中的强制循环泵20电连接，与排气管路23上的排气控制阀电连接，以根据接收到的热工热力学参数信息及数据处理结果控制气体供应系统、非能动导热系统(强制循环回路)、排气管路、以及真空破坏阀24的启闭和开度。

进一步的，试验装置还包括冷凝水收集件25和/或防护件26。冷凝水收集件25设于安全壳模拟体1内，并处于各换热器16的下方，用于收集换热器16上冷凝后产生的冷凝水(安全壳模拟体1内的蒸汽在换热器16上冷凝后产生)。通过是否安装冷凝水收集件，可对冷凝水收集件25对换热及收集率(收集率指通过冷凝水收集装置回收的水量与计算得到的换热器的壁面总冷凝水量的比值。冷凝水量是通过换热器壁面传递给管内冷却流体的焓升反推过来的)的影响进行试验研究。防护件26设于安全壳模拟体1内，并处于各换热器16与安全壳模拟体上部的大空间之间、以及各换热器16之间，可以用于阻挡事故工况下安全壳模拟体1内产生的飞射物，以保护换热器16，还可以通过是否安装防护件，对防护件对换热器换热的影响进行试验研究。

本实施例中的试验装置还包括凝水罐27，凝水罐27与安全壳模拟体1的底部连通，用于存放试验过程中安全壳模拟体1内产生的冷凝水。试验过程中，安全壳模拟体1的内壁等位置上的冷凝水在重力作用下流至安全壳模拟体1的底部，最终流入凝水罐27。

本实施例中，试验装置还包括水位计，水位计设于换热水箱19内，水位计可与数据接收单元、中控单元电连接，以用于检测换热水箱的水位信息。疏水管路21上的疏水控制阀、充水管路22上的充水控制阀可与中控单元电连接，中控单元可根据接收到的由水位计传送的换热水箱19的水位信息，控制疏水控制阀和充水控制阀的启闭。

需要注意的是，本实施例中的排气管路23、真空破坏阀24等管路、以及其它的各种阀门也可以采用手动方式进行控制，而不限于通过中控单元进行自动控制。

以下对本实施例装置的试验过程进行简单概括，包括预热阶段、试验阶段、试验后冷却阶段。

预热阶段：通过蒸汽单元向安全壳模拟体内喷放蒸汽，使安全壳模拟体内的温度达到试验所需的温度。

试验阶段：通过蒸汽单元、空气单元、以及氦气单元的配合，按照预设的流量、流速等参数形成可用于模拟事故工况的气体，并根据不同的事故工况选择向安全壳模拟体内的不同隔间内喷放该气体，使安全壳模拟体内达到所需的试验事故工况，并开启非能动导热系统的阀门，建立自然循环自动驱动，根据需求选择如固定间隔时间或任意时间等方式采集试验数据和进行试验分析。

试验后冷却阶段：开启排气管路对安全壳模拟体进行快速降压、降温。

本实施例的安全壳热工水力综合试验装置，与传统的试验装置相比，具有以下优点：

(1)安全壳模拟体为超大型壳体，且对内部空间合理规划进行分区，使得模拟出的不同事故工况下的安全壳模拟体内的热工参数分布情况与真实情况更接近一致，提高试验准确性。

(2)通过将燃气锅炉和电锅炉的配合使用，可提供满足不同要求的蒸汽，可模拟更多的事故工况，拓展了试验装置的试验研究范围。

(3)数据采集点布置合理，分布范围广，可提高试验数据的精确度，为试验研究分析提供有力支撑。

(4)通过合理布置非能动导热系统的换热器、以及防护件等附加机构，使安全壳模拟体内空间产生冷屏效应，从而可对安全壳内复杂的热工水力现象与非能动导热系统之间的相互影响情况进行试验研究，实现对安全壳内热工水力行为与安全系统之间存在复杂的耦合行为进行试验研究。

可以理解的是，以上所述仅为本发明的优选实施例而已，然而本发明并不局限于此。对于本领域的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变形和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种安全壳热工水力综合试验装置，其特征在于，包括安全壳模拟体（1）、气体供应系统、非能动导热系统、以及数据系统，

所述气体供应系统具有多个排放口，各排放口分设于所述安全壳模拟体内的不同位置，用于释放不同参数的气体以模拟不同事故工况下安全壳内的气体喷放；

所述数据系统包括数据采集单元、数据接收单元，

所述数据采集单元为多个，各数据采集单元分布在安全壳模拟体内的不同位置，用于采集安全壳模拟体内不同位置的热工力学参数，所述热工力学参数通过所述气体供应系统在所述安全壳模拟体内模拟事故工况产生的热工水力现象与所述非能动导热系统之间相互作用后形成；

所述数据接收单元与数据采集单元电连接，用于接收各数据采集单元传递的热工力学参数；

其中，所述安全壳模拟体的内部空间分隔为多个隔间（2），且各隔间设于安全壳模拟体的底部，各个所述排放口分设于各隔间和隔间上部的安全壳模拟体大空间内；

所述非能动导热系统包括自然循环回路，所述自然循环回路的数量为多个，单个自然循环回路包括换热水箱（19）以及至少一个换热器（16），所述换热水箱设于所述安全壳模拟体外，用于提供冷却水，换热器设于所述安全壳模拟体内，其与所述换热水箱连通，用于对所述冷却水进行换热。

2.根据权利要求1所述的安全壳热工水力综合试验装置，其特征在于，所述气体供应系统包括喷放管路（3）和蒸汽单元，

所述蒸汽单元与所述喷放管路的首端相连，用于提供蒸汽；

所述喷放管路的末端有多个，多个末端分设于各所述隔间和所述大空间内，所述排放口设于各隔间和所述大空间内的喷放管路上。

3.根据权利要求2所述的安全壳热工水力综合试验装置，其特征在于，所述蒸汽单元包括蒸汽供应设备（4）、蒸汽管路（5），

所述蒸汽供应设备包括燃气锅炉和电锅炉，所述燃气锅炉和所述电锅炉均与所述蒸汽管路的一端相连，蒸汽管路的另一端与所述喷放管路的首端相连。

4.根据权利要求2所述的安全壳热工水力综合试验装置，其特征在于，所述气体供应系统还包括空气单元和氦气单元，

所述空气单元与所述喷放管路相连，用于提供压缩空气；

所述氦气单元与所述喷放管路相连，用于提供氦气。

5.根据权利要求1所述的安全壳热工水力综合试验装置，其特征在于，所述数据采集单元包括温度检测机构、压力检测机构、组分检测机构、流速检测机构以及流量检测机构中的一种或多种，

所述温度检测机构，用于检测所述安全壳模拟体及所述非能动导热系统内的温度；

所述压力检测机构，用于检测所述安全壳模拟体内的压力；

所述组分检测机构，用于检测所述安全壳模拟体内的气体组分浓度；

所述流速检测机构，用于检测所述安全壳模拟体内的气体流速；

所述流量检测机构，用于检测喷放管路喷放出的气体的流量。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的安全壳热工水力综合试验装置，其特征在于，所述试验装置还包括排气管路（23）和真空破坏阀（24），

所述排气管路与所述安全壳模拟体的内部相连，用于排出安全壳模拟体内部的气体；

所述真空破坏阀设于所述安全壳模拟体上，用于防止安全壳模拟体内出现负压。

7.根据权利要求6所述的安全壳热工水力综合试验装置，其特征在于，所述数据系统还包括中控单元，

所述中控单元与所述数据采集单元电连接，用于对数据接收单元接收的热工力学参数进行数据处理；

所述中控单元还分别与所述气体供应系统、所述非能动导热系统、所述排气管路、以及所述真空破坏阀电连接，用于根据接收到的热工力学参数信息及数据处理结果来控制气体供应系统、非能动导热系统、排气管路、以及真空破坏阀的启闭和开度。

8.根据权利要求6所述的安全壳热工水力综合试验装置，其特征在于，所述试验装置还包括防护件（26）和/或冷凝水收集件（25），

所述防护件设于所述安全壳模拟体内，并处于各换热器与所述大空间之间，用于阻挡事故工况下安全壳模拟体内产生的飞射物；

所述冷凝水收集件设于所述安全壳模拟体内，并处于各换热器的下方，用于收集所述换热器上冷凝后产生的冷凝水。