本發(fā)明屬于壓水堆核電研究設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種二次側(cè)非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)應(yīng)急補(bǔ)水過(guò)程模擬實(shí)驗(yàn)裝置。
背景技術(shù)：
華龍一號(hào)三代核電創(chuàng)造性地增設(shè)了二次側(cè)非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱“PRS系統(tǒng)”)，PRS系統(tǒng)用于在發(fā)生全廠斷電事故且輔助給水系統(tǒng)汽動(dòng)泵系列失效工況下，在不超過(guò)冷卻劑壓力邊界設(shè)計(jì)條件的前提下，通過(guò)蒸汽發(fā)生器導(dǎo)出堆芯余熱及反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)各設(shè)備的儲(chǔ)熱，在72小時(shí)內(nèi)將反應(yīng)堆維持在安全狀態(tài)。
為補(bǔ)充主蒸汽隔離閥關(guān)閉前損失的蒸汽量、事故初期由大氣旁路閥釋放的蒸汽量以及PRS系統(tǒng)運(yùn)行初期由于SG二次側(cè)冷縮引起的水體積減小，PRS系統(tǒng)設(shè)計(jì)了應(yīng)急補(bǔ)水箱用于系統(tǒng)投入運(yùn)行初期向蒸汽發(fā)生器補(bǔ)水。
PRS系統(tǒng)投入運(yùn)行時(shí)，應(yīng)急補(bǔ)水箱同時(shí)開(kāi)始向蒸汽發(fā)生器補(bǔ)水。為驗(yàn)證應(yīng)急補(bǔ)水箱設(shè)計(jì)容量、布置等是否合理，同時(shí)研究補(bǔ)水過(guò)程和補(bǔ)水結(jié)束后系統(tǒng)運(yùn)行狀況，亟需通過(guò)一種實(shí)驗(yàn)裝置模擬PRS系統(tǒng)補(bǔ)水過(guò)程，觀測(cè)補(bǔ)水流量、蒸發(fā)器模擬體水位等參數(shù)變化，以及補(bǔ)水完成后補(bǔ)水箱內(nèi)壓力、水位等變化情況。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種二次側(cè)非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)應(yīng)急補(bǔ)水過(guò)程模擬實(shí)驗(yàn)裝置，用于模擬應(yīng)急補(bǔ)水的過(guò)程以及過(guò)程參數(shù)測(cè)量。
為了實(shí)現(xiàn)這一目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：
一種二次側(cè)非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)應(yīng)急補(bǔ)水模擬實(shí)驗(yàn)裝置，包括蒸汽發(fā)生器模擬體、第一補(bǔ)水箱模擬體、第二補(bǔ)水箱模擬體，其中，蒸汽發(fā)生器模擬體用于模擬原型蒸汽發(fā)生器功能，第一補(bǔ)水箱模擬體、第二補(bǔ)水箱模擬體用于模擬原型應(yīng)急補(bǔ)水箱功能；
蒸汽發(fā)生器模擬體包括蒸汽發(fā)生器筒體、U型換熱元件、汽水分離器及蒸汽下降通道的模擬結(jié)構(gòu)，蒸汽發(fā)生器筒體內(nèi)設(shè)有給水室及接通給水室的給水入口，蒸汽發(fā)生器筒體上還設(shè)有蒸汽出口；
從蒸汽發(fā)生器模擬體的蒸汽出口至第一補(bǔ)水箱模擬體、第二補(bǔ)水箱模擬體蒸汽入口的蒸汽管道上依次設(shè)置有蒸汽管道節(jié)流件、蒸汽管道體積流量計(jì)和蒸汽管道快關(guān)快開(kāi)閥；通過(guò)蒸汽管道上的蒸汽管道快關(guān)快開(kāi)閥開(kāi)啟模擬補(bǔ)水過(guò)程，補(bǔ)水完成后，通過(guò)關(guān)閉該閥門(mén)將補(bǔ)水管路隔離防止蒸汽旁路；
蒸汽發(fā)生器模擬體的給水入口至補(bǔ)水箱模擬體下游補(bǔ)水出口的補(bǔ)水管道上依次設(shè)置有補(bǔ)水管道節(jié)流件、補(bǔ)水管道文丘里流量計(jì)和補(bǔ)水管道快關(guān)快開(kāi)閥，蒸汽發(fā)生器模擬體設(shè)有多個(gè)溫度、壓力測(cè)量點(diǎn)；
通過(guò)更換蒸汽管道、補(bǔ)水管道上設(shè)置的節(jié)流件調(diào)整回路阻力系數(shù)，模擬不同阻力條件下補(bǔ)水速率和系統(tǒng)運(yùn)行情況；蒸汽管道和補(bǔ)水管道上的節(jié)流件采用節(jié)流孔板式，通過(guò)法蘭安裝；
通過(guò)補(bǔ)水管道上的補(bǔ)水管道快關(guān)快開(kāi)閥的開(kāi)啟和關(guān)閉，研究應(yīng)急補(bǔ)水結(jié)束后，蒸汽在應(yīng)急補(bǔ)水箱模擬體中的冷凝量變化，以驗(yàn)證系統(tǒng)配置設(shè)計(jì)的合理性；
在第一補(bǔ)水箱模擬體、第二補(bǔ)水箱模擬體的上游分別設(shè)置第一補(bǔ)水箱模擬體上游手動(dòng)隔離閥、第二補(bǔ)水箱模擬體上游手動(dòng)隔離閥，用于50％以下初始補(bǔ)水量或單個(gè)補(bǔ)水箱運(yùn)行工況試驗(yàn)；
通過(guò)調(diào)節(jié)補(bǔ)水箱模擬體初始水位的方式研究補(bǔ)水箱合理水位，驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)為在最大蒸汽損失量的情況下，應(yīng)急補(bǔ)水結(jié)束后蒸發(fā)器模擬體的水位在正常范圍內(nèi)；
通過(guò)補(bǔ)水箱模擬體電加熱器調(diào)整應(yīng)急補(bǔ)水箱中水的初始溫度，研究不同初始水溫注入對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的影響。
進(jìn)一步的，如上所述的一種二次側(cè)非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)應(yīng)急補(bǔ)水模擬實(shí)驗(yàn)裝置，所述蒸汽發(fā)生器模擬體與原型蒸汽發(fā)生器相比滿足功率容積比準(zhǔn)則，比例為1/80；第一補(bǔ)水箱模擬體、第二補(bǔ)水箱模擬體體積比與原型應(yīng)急補(bǔ)水箱滿足1/62.5。
進(jìn)一步的，如上所述的一種二次側(cè)非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)應(yīng)急補(bǔ)水模擬實(shí)驗(yàn)裝置，第一補(bǔ)水箱模擬體、第二補(bǔ)水箱模擬體中心與蒸汽發(fā)生器模擬體傳熱管頂部高差與原型系統(tǒng)設(shè)計(jì)保持一致。
進(jìn)一步的，如上所述的一種二次側(cè)非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)應(yīng)急補(bǔ)水模擬實(shí)驗(yàn)裝置，第一補(bǔ)水箱模擬體、第二補(bǔ)水箱模擬體內(nèi)均設(shè)置直流供電的電加熱器，加熱器靠近補(bǔ)水箱中間高度的位置布置，加熱器功率通過(guò)測(cè)控系統(tǒng)手動(dòng)或自動(dòng)調(diào)節(jié)，用于調(diào)節(jié)應(yīng)急補(bǔ)水的初始溫度。
進(jìn)一步的，如上所述的一種二次側(cè)非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)應(yīng)急補(bǔ)水模擬實(shí)驗(yàn)裝置，第一補(bǔ)水箱模擬體、第二補(bǔ)水箱模擬體的形狀采用圓柱形容器，立式安裝，高度與原型高度保持一致，截面積滿足容積比例關(guān)系。
進(jìn)一步的，如上所述的一種二次側(cè)非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)應(yīng)急補(bǔ)水模擬實(shí)驗(yàn)裝置，第一補(bǔ)水箱模擬體、第二補(bǔ)水箱模擬體內(nèi)分別設(shè)置第一液位計(jì)、第二液位計(jì)。
進(jìn)一步的，如上所述的一種二次側(cè)非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)應(yīng)急補(bǔ)水模擬實(shí)驗(yàn)裝置，第一液位計(jì)、第二液位計(jì)采用磁翻板液位計(jì)，以便就地查看液位情況，核實(shí)在氣液兩相工況下測(cè)控系統(tǒng)顯示測(cè)量值是否準(zhǔn)確。
進(jìn)一步的，如上所述的一種二次側(cè)非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)應(yīng)急補(bǔ)水模擬實(shí)驗(yàn)裝置，本裝置中，對(duì)于法蘭、閥門(mén)及其他需拆卸部位，設(shè)置可拆卸式保溫層。
進(jìn)一步的，如上所述的一種二次側(cè)非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)應(yīng)急補(bǔ)水模擬實(shí)驗(yàn)裝置，蒸汽管道快關(guān)快開(kāi)閥和補(bǔ)水管道快關(guān)快開(kāi)閥采用氣動(dòng)閥，滿足快速響應(yīng)和泄漏率要求。
本發(fā)明技術(shù)方案的有益效果在于：為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)和不足，本發(fā)明提供了一種更加全面地考慮了系統(tǒng)啟動(dòng)、補(bǔ)水過(guò)程、補(bǔ)水結(jié)束后系統(tǒng)運(yùn)行特性的模擬實(shí)驗(yàn)裝置。本裝置采用全壓、等高模擬的實(shí)驗(yàn)方案，無(wú)需對(duì)換熱器等進(jìn)行單相實(shí)驗(yàn)的條件下可以直接開(kāi)展系統(tǒng)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，同時(shí)降低了自然循環(huán)模擬實(shí)驗(yàn)的失真度。
本發(fā)明所提供的二次側(cè)非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)補(bǔ)水過(guò)程模擬實(shí)驗(yàn)裝置通過(guò)等高、全壓模擬PRS補(bǔ)水過(guò)程，能夠較為精準(zhǔn)的模擬實(shí)際工況，研究驗(yàn)證PRS系統(tǒng)補(bǔ)水過(guò)程對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的影響，論證補(bǔ)水箱容量設(shè)計(jì)是否合理，同時(shí)為系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)行優(yōu)化提供參考依據(jù)。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中：1、蒸汽發(fā)生器模擬體，2、第一補(bǔ)水箱模擬體，3、第二補(bǔ)水箱模擬體，4、蒸汽管道快開(kāi)快關(guān)閥，5、補(bǔ)水管道快關(guān)快開(kāi)閥，6、蒸汽管道體積流量計(jì)，7、補(bǔ)水管道文丘里流量計(jì)，8、補(bǔ)水箱模擬體電加熱器，9、第一液位計(jì)，10、第二液位計(jì)，12、蒸汽管道節(jié)流件，13、補(bǔ)水管道節(jié)流件，14、第一補(bǔ)水箱模擬體上游手動(dòng)隔離閥，15、第二補(bǔ)水箱模擬體上游手動(dòng)隔離閥。
具體實(shí)施方式
結(jié)合實(shí)施實(shí)例及附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明實(shí)施方式不限于此。
如圖1所示，本發(fā)明一種二次側(cè)非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)應(yīng)急補(bǔ)水模擬實(shí)驗(yàn)裝置，包括蒸汽發(fā)生器模擬體1、第一補(bǔ)水箱模擬體2、第二補(bǔ)水箱模擬體3，其中，蒸汽發(fā)生器模擬體1用于模擬原型蒸汽發(fā)生器功能，第一補(bǔ)水箱模擬體2、第二補(bǔ)水箱模擬體3用于模擬原型應(yīng)急補(bǔ)水箱功能；
蒸汽發(fā)生器模擬體1包括蒸汽發(fā)生器筒體、U型換熱元件、汽水分離器及蒸汽下降通道的模擬結(jié)構(gòu)，蒸汽發(fā)生器筒體內(nèi)設(shè)有給水室及接通給水室的給水入口，蒸汽發(fā)生器筒體上還設(shè)有蒸汽出口；
所述蒸汽發(fā)生器模擬體1與原型蒸汽發(fā)生器相比滿足功率容積比準(zhǔn)則，比例為1/80；第一補(bǔ)水箱模擬體2、第二補(bǔ)水箱模擬體3體積比與原型應(yīng)急補(bǔ)水箱滿足1/62.5；第一補(bǔ)水箱模擬體2、第二補(bǔ)水箱模擬體3中心與蒸汽發(fā)生器模擬體1傳熱管頂部高差與原型系統(tǒng)設(shè)計(jì)保持一致；
第一補(bǔ)水箱模擬體2、第二補(bǔ)水箱模擬體3內(nèi)均設(shè)置直流供電的電加熱器，加熱器靠近補(bǔ)水箱中間高度的位置布置，加熱器功率通過(guò)測(cè)控系統(tǒng)手動(dòng)或自動(dòng)調(diào)節(jié)，用于調(diào)節(jié)應(yīng)急補(bǔ)水的初始溫度；第一補(bǔ)水箱模擬體2、第二補(bǔ)水箱模擬體3的形狀采用圓柱形容器，立式安裝，高度與原型高度保持一致，截面積滿足容積比例關(guān)系；
第一補(bǔ)水箱模擬體2、第二補(bǔ)水箱模擬體3內(nèi)分別設(shè)置第一液位計(jì)9、第二液位計(jì)10；第一液位計(jì)9、第二液位計(jì)10采用磁翻板液位計(jì)，以便就地查看液位情況，核實(shí)在氣液兩相工況下測(cè)控系統(tǒng)顯示測(cè)量值是否準(zhǔn)確。
從蒸汽發(fā)生器模擬體1的蒸汽出口至第一補(bǔ)水箱模擬體2、第二補(bǔ)水箱模擬體3蒸汽入口的蒸汽管道上依次設(shè)置有蒸汽管道節(jié)流件12、蒸汽管道體積流量計(jì)6和蒸汽管道快關(guān)快開(kāi)閥4；通過(guò)蒸汽管道上的蒸汽管道快關(guān)快開(kāi)閥4開(kāi)啟模擬補(bǔ)水過(guò)程，補(bǔ)水完成后，通過(guò)關(guān)閉該閥門(mén)將補(bǔ)水管路隔離防止蒸汽旁路；
蒸汽發(fā)生器模擬體1的給水入口至補(bǔ)水箱模擬體下游補(bǔ)水出口的補(bǔ)水管道上依次設(shè)置有補(bǔ)水管道節(jié)流件13、補(bǔ)水管道文丘里流量計(jì)7和補(bǔ)水管道快關(guān)快開(kāi)閥5，蒸汽發(fā)生器模擬體1設(shè)有多個(gè)溫度、壓力測(cè)量點(diǎn)；
通過(guò)更換蒸汽管道、補(bǔ)水管道上設(shè)置的節(jié)流件調(diào)整回路阻力系數(shù)，模擬不同阻力條件下補(bǔ)水速率和系統(tǒng)運(yùn)行情況；蒸汽管道和補(bǔ)水管道上的節(jié)流件采用節(jié)流孔板式，通過(guò)法蘭安裝；
蒸汽管道快關(guān)快開(kāi)閥4和補(bǔ)水管道快關(guān)快開(kāi)閥5采用氣動(dòng)閥，滿足快速響應(yīng)和泄漏率要求。通過(guò)補(bǔ)水管道上的補(bǔ)水管道快關(guān)快開(kāi)閥5的開(kāi)啟和關(guān)閉，研究應(yīng)急補(bǔ)水結(jié)束后，蒸汽在應(yīng)急補(bǔ)水箱模擬體中的冷凝量變化，以驗(yàn)證系統(tǒng)配置設(shè)計(jì)的合理性；
在第一補(bǔ)水箱模擬體2、第二補(bǔ)水箱模擬體3的上游分別設(shè)置第一補(bǔ)水箱模擬體上游手動(dòng)隔離閥14、第二補(bǔ)水箱模擬體上游手動(dòng)隔離閥15，用于50％以下初始補(bǔ)水量或單個(gè)補(bǔ)水箱運(yùn)行工況試驗(yàn)；
通過(guò)調(diào)節(jié)補(bǔ)水箱模擬體初始水位的方式研究補(bǔ)水箱合理水位，驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)為在最大蒸汽損失量的情況下，應(yīng)急補(bǔ)水結(jié)束后蒸發(fā)器模擬體的水位在正常范圍內(nèi)；
通過(guò)補(bǔ)水箱模擬體電加熱器8調(diào)整應(yīng)急補(bǔ)水箱中水的初始溫度，研究不同初始水溫注入對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的影響。
本裝置中，對(duì)于法蘭、閥門(mén)及其他需拆卸部位，設(shè)置可拆卸式保溫層。