CN209281901U - 非能动中压安注系统冷却性能的试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种非能动中压安注系统冷却性能的试验装置，包括：稳压器，其包括第一充水管；反应堆压力容器模拟体，其包括第二充水管和泄水管，第二充水管与第一充水管相连通；安注箱，其包括氮气接管和注水管，氮气接管连接有氮气瓶，注水管与反应堆压力容器模拟体相连；破口模拟件，其用于模拟非能动中压安注系统产生破口的现象，破口模拟件设置于泄水管；反应堆压力容器模拟体上设有液位测量仪和温度测量仪，液位测量仪和温度测量仪分别用于在开启泄水管后，安注箱向反应堆压力容器模拟体注水过程中，测量反应堆压力容器模拟体内的液位和温度。将实验数据与理论相比较，来评价非能动中压安注系统的冷却性能。

Description

非能动中压安注系统冷却性能的试验装置

技术领域

本实用新型涉及核电专设安全设施技术领域，具体涉及一种非能动中压安注系统冷却性能的试验装置。

背景技术

非能动中压安注技术是核动力装置重要的专设安全设施，其安全注射性能对系统安全有着重要的影响。在国内船舶核动力装置上尚无运用先例，国内陆上核电站虽采用了该项技术，但是针对非能动中压安注的试验分析并不成熟，相关试验数据与资料非常有限。

近年来国外新型核动力船舶的专设安全设施均设计了非能动中压安注装置，因此，针对国内海洋核动力平台的专设安全设施设计，考虑采用增设非能动中压安注子系统。

然而非能动中压安注技术在实际工程中是否能可靠使用，需要通过实际的试验进行验证，目前研究非能动中压安注系统冷却性能的试验数据不足，无法对海洋核动力平台的非能动中压安注系统的设计和运行提供理论依据。

实用新型内容

针对现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种非能动中压安注系统冷却性能的试验装置，能够为海洋核动力平台的非能动中压安注系统的设计和运行提供理论依据。

为达到以上目的，本实用新型采取的技术方案是：

一种非能动中压安注系统冷却性能的试验装置，包括：

稳压器，其包括第一充水管；

反应堆压力容器模拟体，其包括第二充水管和泄水管，所述第二充水管与所述第一充水管相连通；

安注箱，其包括氮气接管和注水管，所述氮气接管连接有氮气瓶，所述注水管与所述反应堆压力容器模拟体相连；

破口模拟件，其用于模拟非能动中压安注系统产生破口的现象，所述破口模拟件设置于所述泄水管；

所述反应堆压力容器模拟体上设有液位测量仪和温度测量仪，所述液位测量仪和温度测量仪分别用于在开启泄水管后，安注箱向反应堆压力容器模拟体注水过程中，测量所述反应堆压力容器模拟体内的液位和温度。

在上述技术方案的基础上，所述破口模拟件为调节阀，所述调节阀被配置成可通过调节其开合度来模拟破口的大小。

在上述技术方案的基础上，所述反应堆压力容器模拟体内设置有电加热管。

在上述技术方案的基础上，该试验装置还包括去离子水箱，所述去离子水箱分别与所述第一充水管和第二充水管相连。

在上述技术方案的基础上，所述第一充水管和第二充水管上均连接有注水泵。

在上述技术方案的基础上，所述安注箱还包括第三充水管，所述第三充水管与所述去离子水箱相连。

在上述技术方案的基础上，所述去离子水箱还与所述泄水管相连，所述泄水管上设置有泄水隔离阀。

在上述技术方案的基础上，所述稳压器还包括卸压管，所述卸压管与所述去离子水箱相连，且所述卸压管上设有释放阀。

在上述技术方案的基础上，所述第二充水管与所述第一充水管的连通处设有充水隔离阀，且所述注水管上设有注水隔离阀。

在上述技术方案的基础上，所述氮气接管上设有氮气隔离阀。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

本实用新型中的非能动中压安注系统冷却性能的试验装置，包括稳压器、反应堆压力容器模拟体、安注箱和破口模拟件，反应堆压力容器模拟体用于模拟反应堆压力容器，破口模拟件用于模拟非能动中压安注系统产生破口的现象，实际操作时，先将稳压器、反应堆压力容器模拟体和安注箱内充水，且安注箱内充氮气，使稳压器内的压力高于安注箱内充氮压力，使整个装置处于备用状态，开启泄水管后，破口模拟件使得反应堆压力容器模拟体内的压力低于安注箱内的压力，安注箱内贮存的水在氮气的作用下迅速注入到反应堆压力容器模拟体内，注水过程中用反应堆压力容器模拟体上的液位测量仪和温度测量仪测量反应堆压力容器模拟体内的液位和温度的数据并进行记录，直至安注箱内的水注射完，将实验数据与理论相比较，来评价非能动中压安注系统的冷却性能，以此为海洋核动力平台的非能动中压安注系统的设计和运行提供理论依据。

附图说明

图1为本实用新型实施例中非能动中压安注系统冷却性能的试验装置的结构示意图。

图中：1-稳压器，10-第一充水管，11-卸压管，12-释放阀，2-反应堆压力容器模拟体，20-第二充水管，21-泄水管，22-液位测量仪，23-温度测量仪，24-电加热管，25-泄水隔离阀，26-充水隔离阀，3-安注箱，30-氮气接管，31-注水管，32-氮气瓶，33-第三充水管，34-氮气隔离阀，35-注水隔离阀，4-破口模拟件，5-去离子水箱，6-注水泵。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例作进一步详细说明。

参见图1所示，本实用新型实施例提供一种非能动中压安注系统冷却性能的试验装置，包括稳压器1、反应堆压力容器模拟体2、安注箱3和破口模拟件4。本实用新型实施例中的安注箱3为中压安注箱，充水管均为波纹管。

稳压器1包括第一充水管10；反应堆压力容器模拟体2包括第二充水管20和泄水管21，第二充水管20与第一充水管10相连通，使得稳压器1与反应堆压力容器模拟体2内的压力保持一致；

安注箱3包括氮气接管30和注水管31，氮气接管30连接有氮气瓶32，氮气瓶32用于给安注箱3内充氮气，注水管31与反应堆压力容器模拟体2相连；

破口模拟件4用于模拟非能动中压安注系统产生破口的现象，破口模拟件4设置于泄水管21；

反应堆压力容器模拟体2上设有液位测量仪22和温度测量仪23，液位测量仪22和温度测量仪23分别用于在开启泄水管21后，安注箱3向反应堆压力容器模拟体2注水过程中，测量反应堆压力容器模拟体2内的液位和温度。

具体的：反应堆压力容器模拟2体用于模拟反应堆压力容器，破口模拟件4用于模拟非能动中压安注系统产生破口的现象，实际操作时，先将稳压器1、反应堆压力容器模拟体2和安注箱3内充水，且安注箱3内充氮气，使稳压器1内的压力高于安注箱3内充氮压力，使整个装置处于备用状态，开启泄水管21后，破口模拟件4使得反应堆压力容器模拟体2内的压力低于安注箱3内的压力，安注箱3内贮存的水在氮气的作用下迅速注入到反应堆压力容器模拟体2内，注水过程中用反应堆压力容器模拟体2上的液位测量仪22和温度测量仪23测量反应堆压力容器模拟体2内的液位和温度的数据并进行记录，直至安注箱3内的水注射完，将实验数据与理论相比较，来评价非能动中压安注系统的冷却性能，以此为海洋核动力平台的非能动中压安注系统的设计和运行提供理论依据。

优选的，破口模拟件4为调节阀，调节阀被配置成可通过调节其开合度来模拟破口的大小。通过调节调节阀的阀门的开合度来模拟非能动中压安注系统产生破口的大小，用于模拟在发生不同破口事故工况下，安注箱3向反应堆压力容器模拟体2内注射冷却水的过程中对反应堆压力容器模拟体2的下封头腔室中的温度变化情况及反应堆压力容器模拟体2中的液位变化，研究非能动中压安注的冷却特性

进一步的，反应堆压力容器模拟体2内设置有电加热管24。电加热管24用于模拟反应堆堆芯，对整个封闭系统的水进行初始加热升温并维持在该温度。

优选的，该试验装置还包括去离子水箱5，去离子水箱5分别与第一充水管10和第二充水管20相连。

进一步的，第一充水管10和第二充水管20上均连接有注水泵6。去离子水箱5用于贮存试验用水，注水泵6用于向反应堆压力容器模拟体2及稳压器1中进行充水、加压，在完成充水加压后关闭注水泵6。

进一步的，安注箱3还包括第三充水管33，第三充水管33与去离子水箱5相连。去离子水箱5还用于给安注箱3内充水。

进一步的，去离子水箱5还与泄水管21相连，泄水管21上设置有泄水隔离阀25。

进一步的，稳压器1还包括卸压管11，卸压管11与去离子水箱5相连，且卸压管11上设有释放阀12。去离子水箱5还用于接受稳压器1蒸汽排放与收集破口模拟件4的泄漏水。

优选的，第二充水管20与第一充水管10的连通处设有充水隔离阀26，且注水管31上设有注水隔离阀35。

优选的，氮气接管30上设有氮气隔离阀34。

本实用新型的实验装置的原理具体如下：

稳压器1上部卸压管11与去离子水箱5相连接，卸压管11中设置有释放阀12，稳压器1设置有压力、液位与温度测量仪表，稳压器1内设置有电加热器，用于对稳压器1中的水进行加热升温，稳压器1下部通过第一充水管10与反应堆压力容器模拟体2相连接，反应堆压力容器模拟体2上设置有第二充水管20、泄水管21、液位测量仪22、温度测量仪23，反应堆压力容器模拟体2内设置有电加热管24，用于对初始模拟体内的水进行升温，安注箱3上设置有氮气接管30、注水管31、第三充水管33、压力表与液位测量装置。整个试验装置在完成安装后，首先在去离子水箱5中充入足够的水，关闭氮气隔离阀34、注水隔离阀35、释放阀12、泄水隔离阀25，打开充水隔离阀26，然后开启注水泵6，向稳压器1、反应堆压力容器模拟体2和安注箱3中进行充水，其中反应堆压力容器模拟体2中充满水，稳压器1中充入二分之一体积的水，安注箱3中充入三分之二体积的水，整个系统完成充水后，关闭注水泵6，开启氮气隔离阀34，对安注箱3中填充所需压力的氮气，氮气填充完成后关闭氮气隔离阀34，再开启电加热管24与注水泵6对整个封闭的水系统进行升温升压，当稳压器1的压力与温度达到要求值后，关闭注水泵6和充水隔离阀26，此时稳压器1内压力高于安注箱3内充氮压力，打开安注箱3的注水隔离阀35，整个试验装置处于备用状态。通过泄水隔离阀25，让反应堆压力容器模拟体2内的饱和水从破口模拟件4流入到去离子水箱5中，该过程中当反应堆压力容器模拟体2内的压力低于安注箱3内充氮压力时，安注箱3内贮存的水将在氮气作用下迅速注射到反应堆压力容器模拟体2中，此时数据采集系统对安注箱3注射水过程中的反应堆压力容器模拟体2内的水位和温度测量参数进行记录，在安注箱3中水快注射完时，关闭注水隔离阀35，记录注水隔离阀35的动作时间，试验结束。可通过更换不同尺寸的破口模拟件4或者调节破口模拟件4的开合度大小来模拟在不同尺寸的破口工况下的非能动中压安注特性。

本实用新型不仅局限于上述最佳实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本实用新型相同或相近似的技术方案，均在其保护范围之内。

Claims (10)

1.一种非能动中压安注系统冷却性能的试验装置，其特征在于，包括：

稳压器(1)，其包括第一充水管(10)；

反应堆压力容器模拟体(2)，其包括第二充水管(20)和泄水管(21)，所述第二充水管(20)与所述第一充水管(10)相连通；

安注箱(3)，其包括氮气接管(30)和注水管(31)，所述氮气接管(30)连接有氮气瓶(32)，所述注水管(31)与所述反应堆压力容器模拟体(2)相连；

破口模拟件(4)，其用于模拟非能动中压安注系统产生破口的现象，所述破口模拟件(4)设置于所述泄水管(21)；

所述反应堆压力容器模拟体(2)上设有液位测量仪(22)和温度测量仪(23)，所述液位测量仪(22)和温度测量仪(23)分别用于在开启泄水管(21)后，安注箱(3)向反应堆压力容器模拟体(2)注水过程中，测量所述反应堆压力容器模拟体(2)内的液位和温度。

2.如权利要求1所述的试验装置，其特征在于，所述破口模拟件(4)为调节阀，所述调节阀被配置成可通过调节其开合度来模拟破口的大小。

3.如权利要求1所述的试验装置，其特征在于，所述反应堆压力容器模拟体(2)内设置有电加热管(24)。

4.如权利要求1所述的试验装置，其特征在于，该试验装置还包括去离子水箱(5)，所述去离子水箱(5)分别与所述第一充水管(10)和第二充水管(20)相连。

5.如权利要求4所述的试验装置，其特征在于，所述第一充水管(10)和第二充水管(20)上均连接有注水泵(6)。

6.如权利要求4所述的试验装置，其特征在于，所述安注箱(3)还包括第三充水管(33)，所述第三充水管(33)与所述去离子水箱(5)相连。

7.如权利要求4所述的试验装置，其特征在于，所述去离子水箱(5)还与所述泄水管(21)相连，所述泄水管(21)上设置有泄水隔离阀(25)。

8.如权利要求4所述的试验装置，其特征在于，所述稳压器(1)还包括卸压管(11)，所述卸压管(11)与所述去离子水箱(5)相连，且所述卸压管(11)上设有释放阀(12)。

9.如权利要求1所述的试验装置，其特征在于，所述第二充水管(20)与所述第一充水管(10)的连通处设有充水隔离阀(26)，且所述注水管(31)上设有注水隔离阀(35)。

10.如权利要求1所述的试验装置，其特征在于，所述氮气接管(30)上设有氮气隔离阀(34)。