CN114659817B - 一种特种结构耐钠火性能试验系统及其试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种特种结构耐钠火性能试验系统及其试验方法，该系统可以根据防钠火气密特种门、盖板的钠火性能试验总体规划，对防钠火气密特种门、盖板在池火及其引起的温度、压力变化的密封性能和耐腐蚀性能进行测试验证。该试验系统主要包含供压子系统、供钠子系统、钠火燃烧子系统、烟气后处理子系统、供抽气子系统和系统控制平台等六部分子系统。试验操作环境为正常室温环境。本发明的特种结构耐钠火性能试验系统及其试验方法通过特定的分区和系统布置，能够实现在保证实验人员和设备安全的前提下，通过给定的试验条件以验证防钠火气密特种门、盖板的设计方案和制造后的产品是否满足防钠火相关的技术指标要求，对反应堆的总体安全具有重要的价值。

Description

一种特种结构耐钠火性能试验系统及其试验方法

技术领域

本发明属于反应堆安全技术领域，具体为一种特种结构耐钠火性能试验系统及其试验方法。

背景技术

钠冷快中子堆采用液态金属钠作为冷却剂。正常工况下，作为冷却剂的钠密闭存放于反应堆容器内部，以保证钠不会泄露。容器或管道在反应堆运作的极端工况下若出现破裂，则易导致钠泄漏和钠火事故。钠火事故中，作为活泼金属的钠直接与空气接触，会迅速与空气中的氧气和水发生反应，生成大量白色烟雾，其主要成分有钠的氧化物、对结构具有高度腐蚀能力的氢氧化钠以及对设备和人体危害极大的钠气溶胶。此外，该化学反应产生的热量会使得局部产生高温效应。钠冷快中子堆核岛厂房钢结构工程防钠火气密特种门、盖板能在钠火事故产生时，阻止钠火及放射性气溶胶等向外界(或外部钠火向房间内)的扩散，有效避免钠火事故发生时对设备及现场人员造成的伤害，并为后续的逃生和救援创造机会。确定该类特种门和盖板在钠火事故发生时仍然能保持结构的完整性和密封性至关重要，因此，需要对其进行耐钠火性能试验。

目前，国内外对于防钠火气密特种门和盖板等核安全设备的性能测试较为重视，但是，在公开的文献中尚未发现完整的特种结构耐钠火性能试验系统的相关设计。基于此，提出此发明以验证防钠火气密特种门、盖板的设计方案和制造后的产品是否满足防钠火相关的技术指标要求，对反应堆的安全运行具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是针对目前国内核工业领域对完整的特种结构耐钠火性能试验系统的相关设计研究的需求，提供一种能够最大限度还反应堆钠火事故工况的特种结构耐钠火性能试验系统及其试验方法。本发明所述系统采用多支路并行的形式，允许了子系统的多工况运行；通过对各部分子系统进行合理的布置，保障了各子系统之间的安全和协调运行；同时，能够较为方便地获取系统内各部分子系统的压力、温度以及对应流体的流量，通过场外的系统控制平台对钠火燃烧平台的温度进行调控。为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种特种结构耐钠火性能试验系统，包含两个汇管集气罐102，每个汇管集气罐102的前端有两路分支，每个分支中依次通过第一截止阀107和第一减压阀106与第一氮气瓶101相连，其中第一氮气瓶101与第一减压阀106之间、第一截止阀107和第一减压阀106之间各设置有第一压力传感器105；每个汇管集气罐102的出口连接着第一电动阀109，第一电动阀109的另一端与供压子系统压缩机103的入口相连，供压子系统压缩机103的出口经过第一压力传感器105连接着第一止回阀1011；同时，每个汇管集气罐102与对应的第一止回阀1011之间还通过第一弹簧安全阀1010独立连接；两个汇管集气罐102支路上的第一止回阀1011各自连接于对应支路上的钠加热釜201，用于为钠加热釜201提供合适的工作压力，以上共同组成特种结构耐钠火性能试验系统中的供压子系统1；

两个钠加热釜201的出口形成两个并联支路，各自通过多段加热保温管线204与第一电磁阀205连接，第一电磁阀205的出口通过第一加热保温管线204共同连接于同一个第二电动阀206；第二电动阀206的出口通过第二加热保温管线303穿过燃烧防护室302后连接着钠火燃烧平台301，第二加热保温管线303上依次布置有一个第一温度传感器307和第一流量计304，该支路用于为钠火燃烧平台301供给钠；此外，两个钠加热釜201的气体出口分别与第二止回阀207相连，第二止回阀207的出口各自连接着一个三通，两个三通的一路分支经过对应的第二截止阀202后汇总，通过一段布置有第二电磁阀5015的长管连接至供抽气子系统压缩机503中，该支路用于抽走空气，保障钠加热釜201的安全；两个三通的另外一路分支通过第二弹簧安全阀203和第二截止阀202汇总之后经长管连接于烟气喷淋设备402，进行尾气处理，以上共同组成特种结构耐钠火性能试验系统中的供钠子系统2；

钠火燃烧平台301放置在燃烧防护室302中，与外界环境隔离，保障安全；钠火燃烧平台301和燃烧防护室302的气体出口以两路分支的形式各自依次通过第三止回阀409、第二压力传感器4010和第三电动阀4011汇总后经过同一个第三截止阀4012连接至烟气后处理的引风机401中；同时，钠火燃烧平台301还通过三个气体进口与供抽气子系统相连，其中两个为空气供气进口，剩余一个为氮气进口，以上共同组成特种结构耐钠火性能试验系统中的钠火燃烧子系统3；

供抽气子系统中的集气罐505通过第四截止阀508连接着精密过滤器504；精密过滤器504的气体出口依次连接第三电磁阀5016、消声止回阀5017，并与供抽气子系统压缩机503进口相连；供抽气子系统压缩机503的出口管依次经过第三压力传感器506和第四电动阀5014连接着气流脉动衰减器502进口；气流脉动衰减器502的出口管路布置有第二流量计5011，该管路经过第四止回阀5013后分成两路分支分别连通位于钠火燃烧平台301两侧的空气供气进口；该两路分支上按照气流方向依次安装有第四压力传感器308、第四电磁阀306和第三流量计305，用于监控和调节钠火燃烧所需的空气流量；同时，供抽气子系统中安装有两个第二氮气瓶501，通过两个布置有第五压力传感器506、第二减压阀507和第四截止阀508的并联支路共同连接于第五电动阀509的进口；第五电动阀509的出口先后通过第五止回阀5010、第二流量计5011和第五压力传感器506最终与钠火燃烧平台301的氮气进口管路相连接，提供低温氮气气幕以保护设备安全，以上共同组成特种结构耐钠火性能试验系统中的供抽气子系统5；

引风机401的进口与上述连接于钠火燃烧子系统的气体出口管路连接；引风机401的出口直接连接于烟气喷淋设备402，该烟气喷淋设备402有两个出口，其中一个出口管路依次通过抽水泵403、精密过滤器405和第三截止阀4012连接于水箱406，水箱406用于收集净化的废水以供循环使用；另一个出口管路与立式分离器407相连，立式分离器407的气体出口管路上依次安装有消声止回阀4013和消音器408，最后通过过滤器4014与环境相通，以保证尾气排放达到环保的要求；立式分离器407的液体出口通过第三截止阀4012连接抽水泵403的入口管路；与此同时，水箱406的出口管路经过软管4015和第三截止阀4012与离心式水泵404进口相连，离心式水泵404的出口管路经过电动阀4011和压力传感器4010重新回到烟气喷淋设备402，从而为烟气喷淋装置402供水，以上共同组成特种结构耐钠火性能试验系统中的烟气后处理子系统4；

所述供压子系统1、供钠子系统2、钠火燃烧子系统3、烟气后处理子系统4和供抽气子系统5的所有温度传感器、压力传感器、流量计、阀门以及供压子系统压缩机103和供抽气子系统压缩机503均通过数据采集系统连接到系统控制平台6上。

对一种特种结构耐钠火性能试验系统的各个子系统进行分区和布置：钠火燃烧子系统3居中布置，而与钠相关的供压子系统1和供钠子系统2布置在钠火燃烧子系统左侧；涉及到水的烟气后处理子系统4需要远离与钠相关系统，以避免事故保证设备安全；因此，烟气后处理子系统4布置在最远离供钠子系统2的钠火燃烧子系统3右侧；而与空气相关的供抽气子系统5危险性次之，对应独立布置在钠火燃烧子系统3后方；几部分管线汇总在钠火燃烧子系统3进行燃烧试验；根据不同区事故特点，不同功能子系统分别布置在不同区域内，便于安装维修和日常管理。

在供钠子系统2中钠加热釜201和钠火燃烧子系统3的燃烧防护室302的外侧东南西北四个方位均布置火灾探测器，设置固定或移动式灭火装置能够做到在事故发生时快速探测与报警，并限制事故的发展和蔓延，最大限度减小事故带来的人员受伤和设备的损害。

通过系统控制平台6发出指令信号，调节各阀门的开度和压缩机的转速，实现远端控制防钠火气密特种门、盖板的钠火性能试验，保障人员的安全和试验系统连续稳定的操控。

上述一种特种结构耐钠火性能试验系统对应的试验方法，试验开始前将所需进行试验的防钠火气密特种门或者盖板等试验件放入钠火燃烧燃烧平台301并进行固定，对各个子系统进行水压、气密性检测，确保各个子系统在试验工况下的边界完整；试验时，首先依次打开供压子系统中的各支路第一氮气瓶101后的各处阀门，并关注对应压力传感器的监测数据，第一氮气瓶101中氮气通过第一减压阀106后汇管集中于汇管集气罐102，通过第一止回阀1011输送至钠加热釜201中，为钠加热釜201加热至液态的钠提供所需的可控压力；打开第一电磁阀205和第二电动阀206，在压力作用下，液钠经由第一加热保温管线204和第二加热保温管线303通过燃烧防护室302后进入钠火燃烧平台301；流量在第一加热保温管线204和第二加热保温管线303上的压力、流量测量基础上，根据试验功能需要通过第一电磁阀205和第二电动阀206加以控制；打开供抽气子系统中的与钠火燃烧平台301空气供气进口相连的第四电磁阀306、第四电动阀5014和第四止回阀5013，过滤后空气便通过供抽气子系统压缩机经过气流脉动衰减器502消减气流脉动后输送入钠火燃烧平台301；空气流量也是根据管线上压力、流量测量数据通过第四电磁阀306和第四电动阀5014控制达到试验功能要求；液钠和空气两者在钠火燃烧平台301内汇聚燃烧，通过第一流量计304、第三流量计305、第一温度传感器307和第四压力传感器308测量和控制元件控制使其满足测试件试验需求；打开钠火燃烧子系统3和烟气后处理子系统4相连的管路上的第三止回阀409、第三电动阀4011和第三截止阀4012，开启引风机401和烟气后处理子系统4的其余阀门，使得燃烧后烟气通过排烟管道排出钠火燃烧平台，送入烟气喷淋设备402；引自水箱406的水在烟气喷淋设备402中经喷射泵充分喷淋，产物中废水通过水净化系统净化后返回水箱以供重复使用，气体则通过空气净化支路净化处理；系统控制平台6，根据试验理论参数以及燃烧操作经验进行各子系统中输入和输出流体介质各物理量的协调控制；保证输入、输出流体介质各物理参数满足试验功能要求，并保障各子系统介质输送均能够独立快速地控制和切断，达到整个试验系统具备多重安全防线；另外，打开第二减压阀507和第四截止阀508、第五电动阀509和第五止回阀5010，第二氮气瓶501中氮气在减压器进行压力控制后通过燃烧防护室302后输送到钠火燃烧平台301视镜后涡流管，提供低温氮气气幕以保护视镜安全。

和现有技术相比较，本发明具备如下优点：

1、该实验回路能够再现反应堆钠火事故工况，通过等效局部模拟，还原了钠火燃烧的高温效应和具备高度腐蚀的钠气溶胶，为反应堆的边界设备运行工况模拟提供借鉴；

2、该试验系统能够实现各部分子系统的协调稳定运行。依据系统各部分子系统的功能，对系统进行分区和布置，将混合后将具备危险性的钠、水和空气等物质隔离开以避免事故保证设备安全，也便于安装维修和日常管理；同时，将系统控制平台布置到远离试验平台的区域，方便对系统的整体操控也能对人体健康起到一定的保护作用；

3、该试验系统能够实现试验产物的无害化处理。采用具备循环回路的烟气后处理系统，将烟气喷淋设备、过滤器、立式分离器和消音器等进行设计和组合，对试验产生的有毒废料进行无害化处理后排放；同时，将水资源循环使用，兼顾环保和节能；

4、该试验系统能够实现钠火燃烧平台试验过程的可视化。单独设置管路将惰性气体如氮气等输送到钠火燃烧平台视镜后涡流管，提供低温氮气气幕以保护视镜安全；

5、该试验系统能够实现各部分子系统运行工况的远程调控；通过各子系统管路上布置的压力传感器、温度传感器和流量计可以实时监控当前管路的各项指标数据，并通过调节各阀门的开度和压缩机的转速，实现试验系统连续稳定的操控。

附图说明

图1为本发明特种结构耐钠火性能试验系统图。

具体实施方式

如图1所示，一种特种结构耐钠火性能试验系统，包含两个汇管集气罐102，每个汇管集气罐102的前端有两路分支，每个分支中依次通过第一截止阀107和第一减压阀106与第一氮气瓶101相连，其中第一氮气瓶101与第一减压阀106之间、第一截止阀107和第一减压阀106之间各设置有第一压力传感器105；每个汇管集气罐102的出口连接着第一电动阀109，第一电动阀109的另一端与供压子系统压缩机103的入口相连，供压子系统压缩机103的出口经过第一压力传感器105连接着第一止回阀1011；同时，每个汇管集气罐102与对应的第一止回阀1011之间还通过第一弹簧安全阀1010独立连接；两个汇管集气罐102支路上的第一止回阀1011各自连接于对应支路上的钠加热釜201，以上共同组成特种结构耐钠火性能试验系统中的供压子系统1；通过供压系统1中，来自气瓶101的氩气通过减压器106进入集气罐102，用供压子系统压缩机103输送给钠加热釜201，以便给钠加热釜提供精确可控的压力。

两个钠加热釜201的出口形成两个并联支路，各自通过多段加热保温管线204与第一电磁阀205连接，第一电磁阀205的出口通过第一加热保温管线204共同连接于同一个第二电动阀206；第二电动阀206的出口通过第二加热保温管线303穿过燃烧防护室302后连接着钠火燃烧平台301，第二加热保温管线303上依次布置有一个第一温度传感器307和第一流量计304，该支路用于为钠火燃烧平台301供给钠；此外，两个钠加热釜201的气体出口分别与第二止回阀207相连，第二止回阀207的出口各自连接着一个三通，两个三通的一路分支经过对应的第二截止阀202后汇总，通过一段布置有第二电磁阀5015的长管连接至供抽气子系统压缩机503中，该支路用于抽走空气，保障钠加热釜201的安全；两个三通的另外一路分支通过第二弹簧安全阀203和第二截止阀202汇总之后经长管连接于烟气喷淋设备402，进行尾气处理，以上共同组成特种结构耐钠火性能试验系统中的供钠子系统2；供钠系统2中钠加热釜201和液钠输送管线为关键部件。钠加热釜出口管线，也就是液钠输送管线，从釜底通往钠燃烧平台301喷钠器。

钠火燃烧平台301放置在燃烧防护室302中，与外界环境隔离，保障安全；钠火燃烧平台301和燃烧防护室302的气体出口以两路分支的形式各自依次通过第三止回阀409、第二压力传感器4010和第三电动阀4011汇总后经过同一个第三截止阀4012连接至烟气后处理的引风机401中；同时，钠火燃烧平台301还通过三个气体进口与供抽气子系统相连，其中两个为空气供气进口，剩余一个为氮气进口，以上共同组成特种结构耐钠火性能试验系统中的钠火燃烧子系统3；

供抽气子系统中的集气罐505通过第四截止阀508连接着精密过滤器504；精密过滤器504的气体出口依次连接第三电磁阀5016、消声止回阀5017，并与供抽气子系统压缩机503进口相连；供抽气子系统压缩机503的出口管依次经过第三压力传感器506和第四电动阀5014连接着气流脉动衰减器502进口；气流脉动衰减器502的出口管路布置有第二流量计5011，该管路经过第四止回阀5013后分成两路分支分别连通位于钠火燃烧平台301两侧的空气供气进口；该两路分支上按照气流方向依次安装有第四压力传感器308、第四电磁阀306和第三流量计305，用于监控和调节钠火燃烧所需的空气流量；同时，供抽气子系统中安装有两个第二氮气瓶501，通过两个布置有第五压力传感器506、第二减压阀507和第四截止阀508的并联支路共同连接于第五电动阀509的进口；第五电动阀509的出口先后通过第五止回阀5010、第二流量计5011和第五压力传感器506最终与钠火燃烧平台301的氮气进口管路相连接，提供低温氮气气幕以保护设备安全，以上共同组成特种结构耐钠火性能试验系统中的供抽气子系统5；总体上，供抽气系统5分两部分。一部分为空气供抽气，主要功能为来自集气罐505并经精密过滤器504净化后的空气通过压缩机503输入钠火燃烧平台301，其空气压力和流量通过测量控制系统精确控制。同时该压缩机可以在钠加热釜201开始加热钠前进行罐内空气抽空。另外一部分为氮气供气，气瓶中氮气通过减压器减压至合适的压力，通过阀门控制输入涡流管。涡流管冷端氮气进入钠火燃烧平台301，保护视镜。涡流热端氮气通入燃烧防护室302。

引风机401的进口与上述连接于钠火燃烧子系统的气体出口管路连接；引风机401的出口直接连接于烟气喷淋设备402，该烟气喷淋设备402有两个出口，其中一个出口管路依次通过抽水泵403、精密过滤器405和第三截止阀4012连接于水箱406，水箱406用于收集净化的废水以供循环使用；另一个出口管路与立式分离器407相连，立式分离器407的气体出口管路上依次安装有消声止回阀4013和消音器408，最后通过过滤器4014与环境相通，以保证尾气排放达到环保的要求；立式分离器407的液体出口通过第三截止阀4012连接抽水泵403的入口管路；与此同时，水箱406的出口管路经过软管4015和第三截止阀4012与离心式水泵404进口相连，离心式水泵404的出口管路经过电动阀4011和压力传感器4010重新回到烟气喷淋设备402，从而为烟气喷淋装置402供水，以上共同组成特种结构耐钠火性能试验系统中的烟气后处理子系统4；烟气后处理系统4用于治理净化钠火燃烧平台301排放的烟气以及燃烧防护室302和钠加热釜201可能产生的气体。这些烟气或气体通过引风机401吸入烟气喷淋装置402。来自水箱406的水由喷射泵加压后提供给喷淋系统402，反应溶解烟气等中的钠化合物。喷淋后废水由抽水泵403抽入水净化设备进行过滤，检测合格后返回水箱406重复使用。喷淋后剩余气体进入空气净化设备407，经过多重过滤后去除污染成份。

所述供压子系统1、供钠子系统2、钠火燃烧子系统3、烟气后处理子系统4和供抽气子系统5的所有温度传感器、压力传感器、流量计、阀门以及供压子系统压缩机103和供抽气子系统压缩机503均通过数据采集系统连接到系统控制平台6上。

本发明是一种特种结构耐钠火性能试验系统。试验系统方案设计准则为满足特种结构耐钠火性能试验功能要求的前提下，确保安全性，防止共模失效。由于钠与空气和水均会发生反应，而空气和水是本试验系统满足功能要求必需的。因此，为保障安全性，平台不同功能单元需分别布置在不同区域内，避免可能发生的事故导致设备损坏。根据试验方案安全性设计准则，特种结构耐钠火性能试验不同功能单元分别布置在不同区域。试验方案中除控制平台6相对独立外，其它部分根据功能分为供压系统1、供钠系统2、钠火燃烧系统3、烟气后处理系统4和供抽气系统5五部分。其中钠火燃烧系统3居中布置，而与钠相关的供压系统1和供钠系统2布置在钠火燃烧系统左侧。涉及到水的烟气后处理系统4需要尽可能远离与钠相关系统，以避免事故保证设备安全。因此，烟气后处理系统4布置在最远离供钠系统2的钠火燃烧系统3右侧。而与空气相关的供抽气系统5危险性次之，对应独立布置在钠火燃烧系统3后方。几部分管线汇总在钠火燃烧系统3进行燃烧试验。因此，钠火燃烧系统3也是整个试验方案中最危险的部分。钠火燃烧系统3在详细安全设计的基础上，通过设置燃烧防护室302、各系统分区布置以及各系统独立控制构筑多道安全防线以降低由于外部或内部事件而引起事故的可能性，将隐患降至最低。

在供钠子系统2中钠加热釜201和钠火燃烧子系统3的燃烧防护室302的外侧东南西北四个方位均布置火灾探测器，设置固定或移动式灭火装置能够做到在事故发生时快速探测与报警，并限制事故的发展和蔓延，最大限度减小事故带来的人员受伤和设备的损害。

通过系统控制平台6发出指令信号，调节各阀门的开度和压缩机的转速，实现远端控制防钠火气密特种门、盖板的钠火性能试验，保障人员的安全和试验系统连续稳定的操控。

上述一种特种结构耐钠火性能试验系统对应的试验方法，试验开始前将所需进行试验的防钠火气密特种门或者盖板等试验件放入钠火燃烧燃烧平台301并进行固定，对各个子系统进行水压、气密性检测，确保各个子系统在试验工况下的边界完整；试验时，首先依次打开供压子系统中的各支路第一氮气瓶101后的各处阀门，并关注对应压力传感器的监测数据，第一氮气瓶101中氮气通过第一减压阀106后汇管集中于汇管集气罐102，通过第一止回阀1011输送至钠加热釜201中，为钠加热釜201加热至液态的钠提供所需的可控压力；打开第一电磁阀205和第二电动阀206，在压力作用下，液钠经由第一加热保温管线204和第二加热保温管线303通过燃烧防护室302后进入钠火燃烧平台301；流量在第一加热保温管线204和第二加热保温管线303上的压力、流量测量基础上，根据试验功能需要通过第一电磁阀205和第二电动阀206加以控制；打开供抽气子系统中的与钠火燃烧平台301空气供气进口相连的第四电磁阀306、第四电动阀5014和第四止回阀5013，过滤后空气便通过供抽气子系统压缩机经过气流脉动衰减器502消减气流脉动后输送入钠火燃烧平台301；空气流量也是根据管线上压力、流量测量数据通过第四电磁阀306和第四电动阀5014控制达到试验功能要求；液钠和空气两者在钠火燃烧平台301内汇聚燃烧，通过第一流量计304、第三流量计305和第四压力传感器308测量和控制元件控制使其满足测试件试验需求；打开钠火燃烧子系统3和烟气后处理子系统4相连的管路上的第三止回阀409、第三电动阀4011和第三截止阀4012，开启引风机401和烟气后处理子系统4的其余阀门，使得燃烧后烟气通过排烟管道排出钠火燃烧平台，送入烟气喷淋设备402；引自水箱406的水在烟气喷淋设备402中经喷射泵充分喷淋，产物中废水通过水净化系统净化后返回水箱以供重复使用，气体则通过空气净化支路净化处理；系统控制平台6，根据试验理论参数以及燃烧操作经验进行各子系统中输入和输出流体介质各物理量的协调控制；保证输入、输出流体介质各物理参数满足试验功能要求，并保障各子系统介质输送均能够独立快速地控制和切断，达到整个试验系统具备多重安全防线；另外，打开第二减压阀507和第四截止阀508、第五电动阀509和第五止回阀5010，第二氮气瓶501中氮气在减压器进行压力控制后通过燃烧防护室302后输送到钠火燃烧平台301视镜后涡流管，提供低温氮气气幕以保护视镜安全。液钠注入温度为200～250℃，液钠注入压力为0.25～0.65MPa。

Claims (5)

1.一种特种结构耐钠火性能试验系统，其特征在于：包含两个汇管集气罐(102)，每个汇管集气罐(102)的前端有两路分支，每个分支中依次通过第一截止阀(107)和第一减压阀(106)与第一氮气瓶(101)相连，其中第一氮气瓶(101)与第一减压阀(106)之间、第一截止阀(107)和第一减压阀(106)之间各设置有第一压力传感器(105)；每个汇管集气罐(102)的出口连接着第一电动阀(109)，第一电动阀(109)的另一端与供压子系统压缩机(103)的入口相连，供压子系统压缩机(103)的出口经过第一压力传感器(105)连接着第一止回阀(1011)；同时，每个汇管集气罐(102)与对应的第一止回阀(1011)之间还通过第一弹簧安全阀(1010)独立连接；两个汇管集气罐(102)支路上的第一止回阀(1011)各自连接于对应支路上的钠加热釜(201)，用于为钠加热釜(201)提供合适的工作压力，以上共同组成特种结构耐钠火性能试验系统中的供压子系统(1)；

两个钠加热釜(201)的出口形成两个并联支路，各自通过多段加热保温管线(204)与第一电磁阀(205)连接，第一电磁阀(205)的出口通过第一加热保温管线(204)共同连接于同一个第二电动阀(206)；第二电动阀(206)的出口通过第二加热保温管线(303)穿过燃烧防护室(302)后连接着钠火燃烧平台(301)，第二加热保温管线(303)上依次布置有一个第一温度传感器(307)和第一流量计(304)，该支路用于为钠火燃烧平台(301)供给钠；此外，两个钠加热釜(201)的气体出口分别与第二止回阀(207)相连，第二止回阀(207)的出口各自连接着一个三通，两个三通的一路分支经过对应的第二截止阀(202)后汇总，通过一段布置有第二电磁阀(5015)的长管连接至供抽气子系统压缩机(503)中，该支路用于抽走空气，保障钠加热釜(201)的安全；两个三通的另外一路分支通过第二弹簧安全阀(203)和第二截止阀(202)汇总之后经长管连接于烟气喷淋设备(402)，进行尾气处理，以上共同组成特种结构耐钠火性能试验系统中的供钠子系统(2)；

钠火燃烧平台(301)放置在燃烧防护室(302)中，与外界环境隔离，保障安全；钠火燃烧平台(301)和燃烧防护室(302)的气体出口以两路分支的形式各自依次通过第三止回阀(409)、第二压力传感器(4010)和第三电动阀(4011)汇总后经过同一个第三截止阀(4012)连接至烟气后处理的引风机(401)中；同时，钠火燃烧平台(301)还通过三个气体进口与供抽气子系统相连，其中两个为空气供气进口，剩余一个为氮气进口，以上共同组成特种结构耐钠火性能试验系统中的钠火燃烧子系统(3)；

供抽气子系统中的集气罐(505)通过第四截止阀(508)连接着精密过滤器(504)；精密过滤器(504)的气体出口依次连接第三电磁阀(5016)、消声止回阀(5017)，并与供抽气子系统压缩机(503)进口相连；供抽气子系统压缩机(503)的出口管依次经过第三压力传感器(506)和第四电动阀(5014)连接着气流脉动衰减器(502)进口；气流脉动衰减器(502)的出口管路布置有第二流量计(5011)，该管路经过第四止回阀(5013)后分成两路分支分别连通位于钠火燃烧平台(301)两侧的空气供气进口；该两路分支上按照气流方向依次安装有第四压力传感器(308)、第四电磁阀(306)和第三流量计(305)，用于监控和调节钠火燃烧所需的空气流量；同时，供抽气子系统中安装有两个第二氮气瓶(501)，通过两个布置有第五压力传感器(506)、第二减压阀(507)和第四截止阀(508)的并联支路共同连接于第五电动阀(509)的进口；第五电动阀(509)的出口先后通过第五止回阀(5010)、第二流量计(5011)和第五压力传感器(506)最终与钠火燃烧平台(301)的氮气进口管路相连接，提供低温氮气气幕以保护设备安全，以上共同组成特种结构耐钠火性能试验系统中的供抽气子系统(5)；

引风机(401)的进口与上述连接于钠火燃烧子系统的气体出口管路连接；引风机(401)的出口直接连接于烟气喷淋设备(402)，该烟气喷淋设备(402)有两个出口，其中一个出口管路依次通过抽水泵(403)、精密过滤器(405)和第三截止阀(4012)连接于水箱(406)，水箱(406)用于收集净化的废水以供循环使用；另一个出口管路与立式分离器(407)相连，立式分离器(407)的气体出口管路上依次安装有消声止回阀(4013)和消音器(408)，最后通过过滤器(4014)与环境相通，以保证尾气排放达到环保的要求；立式分离器(407)的液体出口通过第三截止阀(4012)连接抽水泵(403)的入口管路；与此同时，水箱(406)的出口管路经过软管(4015)和第三截止阀(4012)与离心式水泵(404)进口相连，离心式水泵(404)的出口管路经过电动阀(4011)和压力传感器(4010)重新回到烟气喷淋设备(402)，从而为烟气喷淋装置(402)供水，以上共同组成特种结构耐钠火性能试验系统中的烟气后处理子系统(4)；

所述供压子系统(1)、供钠子系统(2)、钠火燃烧子系统(3)、烟气后处理子系统(4)和供抽气子系统(5)的所有温度传感器、压力传感器、流量计、阀门以及供压子系统压缩机(103)和供抽气子系统压缩机(503)均通过数据采集系统连接到系统控制平台(6)上。

2.根据权利要求1所述的特种结构耐钠火性能试验系统，其特征在于：钠火燃烧子系统(3)居中布置，而与钠相关的供压子系统(1)和供钠子系统(2)布置在钠火燃烧子系统左侧；涉及到水的烟气后处理子系统(4)需要远离与钠相关系统，以避免事故保证设备安全；因此，烟气后处理子系统(4)布置在最远离供钠子系统(2)的钠火燃烧子系统(3)右侧；而与空气相关的供抽气子系统(5)危险性次之，对应独立布置在钠火燃烧子系统(3)后方；几部分管线汇总在钠火燃烧子系统(3)进行燃烧试验；根据不同区事故特点，不同功能子系统分别布置在不同区域内，便于安装维修和日常管理。

3.根据权利要求1所述的特种结构耐钠火性能试验系统，其特征在于：在供钠子系统(2)中钠加热釜(201)和钠火燃烧子系统(3)的燃烧防护室(302)的外侧东南西北四个方位均布置火灾探测器，设置固定或移动式灭火装置能够做到在事故发生时快速探测与报警，并限制事故的发展和蔓延，最大限度减小事故带来的人员受伤和设备的损害。

4.根据权利要求1所述的特种结构耐钠火性能试验系统，其特征在于：通过系统控制平台(6)发出指令信号，调节各阀门的开度和压缩机的转速，实现远端控制防钠火气密特种门、盖板的钠火性能试验，保障人员的安全和试验系统连续稳定的操控。

5.权利要求1至4任一项所述的特种结构耐钠火性能试验系统的试验方法，其特征在于：试验开始前，将所需进行试验的防钠火气密特种门或者盖板试验件放入钠火燃烧燃烧平台(301)并进行固定，对各个子系统进行水压、气密性检测，确保各个子系统在试验工况下的边界完整；试验时，首先依次打开供压子系统中的各支路第一氮气瓶(101)后的各处阀门，并关注对应压力传感器的监测数据，第一氮气瓶(101)中氮气通过第一减压阀(106)后汇管集中于汇管集气罐(102)，通过第一止回阀(1011)输送至钠加热釜(201)中，为钠加热釜(201)加热至液态的钠提供所需的可控压力；打开第一电磁阀(205)和第二电动阀(206)，在压力作用下，液钠经由第一加热保温管线(204)和第二加热保温管线(303)通过燃烧防护室(302)后进入钠火燃烧平台(301)；流量在第一加热保温管线(204)和第二加热保温管线(303)上的压力、流量测量基础上，根据试验功能需要通过第一电磁阀(205)和第二电动阀(206)加以控制；打开供抽气子系统中的与钠火燃烧平台(301)空气供气进口相连的第四电磁阀(306、第四电动阀(5014)和第四止回阀(5013)，过滤后空气便通过供抽气子系统压缩机经过气流脉动衰减器(502)消减气流脉动后输送入钠火燃烧平台(301)；空气流量也是根据管线上压力、流量测量数据通过第四电磁阀(306)和第四电动阀(5014)控制达到试验功能要求；液钠和空气两者在钠火燃烧平台(301)内汇聚燃烧，产生的高温可以直接作用于钠火燃烧平台(301)上的试验件，通过第一流量计(304)、第三流量计(305)、第一温度传感器(307)和第四压力传感器(308)测量和控制元件控制使其满足测试件试验需求；打开钠火燃烧子系统(3)和烟气后处理子系统(4)相连的管路上的第三止回阀(409)、第三电动阀(4011)和第三截止阀(4012)，开启引风机(401)和烟气后处理子系统(4)的其余阀门，使得燃烧后烟气通过排烟管道排出钠火燃烧平台，送入烟气喷淋设备(402)；引自水箱(406)的水在烟气喷淋设备(402)中经喷射泵充分喷淋，产物中废水通过水净化系统净化后返回水箱以供重复使用，气体则通过空气净化支路净化处理；系统控制平台(6)，根据试验理论参数以及燃烧操作经验进行各子系统中输入和输出流体介质各物理量的协调控制；保证输入、输出流体介质各物理参数满足试验功能要求，并保障各子系统介质输送均能够独立快速地控制和切断，达到整个试验系统具备多重安全防线；另外，打开第二减压阀(507)和第四截止阀(508)、第五电动阀(509)和第五止回阀(5010)，第二氮气瓶(501)中氮气在减压器进行压力控制后通过燃烧防护室(302)后输送到钠火燃烧平台(301)视镜后涡流管，提供低温氮气气幕以保护视镜安全。

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