[发明专利]高温高压核反应堆试验回路装置

说明书

技术领域

本发明涉及核反应堆热工水力技术领域，具体是一种高温高压核反应堆试验回路装置。

背景技术

高温高压管道在工业系统中常常存在于核心部位。例如核电站中的反应堆一回路；反应堆一回路系统又称为主冷却剂系统，它主要包括反应堆压力容器、蒸汽发生器、核主泵和稳压器。反应堆压力容器内部放置着堆芯燃料，在反应堆运行过程中裂变产生热量；堆芯产生的热量由核主泵驱动一回路中的冷却剂带出堆芯；一回路中的冷却剂水在堆芯进口的温度约为290℃，在堆芯出口的温度约为350℃，一回路内的压力为17MPa，在这样的高温高压条件下，冷却水会处于欠热状态；冷却水流经蒸汽发生器将一回路水的热能传送给二回路，然后把二回路给水转化为蒸汽，以推动涡轮发电机。其中，一回路管路中连接着稳压器，其主要作用时维持一回路冷却水的压力，防止超压。

实验对于核反应堆工程的发展一直都起着至关重要的作用，所有新的物理现象、绝大多数流体动力学理论及其数学模型都是首先通过实验测量而获得的。例如，高雷诺数惯性湍流流态的判定、极低雷诺数弹性湍流现象的发现、边界层理论的建立、边界层动量积分方程的推导无不是在实验的基础上来完成的。计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics，简称CFD)技术的发展同样离不开实验的支持。雷诺平均方法(Reynolds Averaged Method，简称RANS)中所用的各种湍流模型都是基于流动某一方面特性而建立起来的。对于核反应堆工程的设计和研究中所用的CFD技术等，同样在工程应用之前必须先通过试验数据的验证。

目前，对反应堆一回路工况的模拟主要分为两大类：一种为软件数值模拟，如MELCORE、RELAPSE、FLOWMASTER、CFD等等，通过物理公式编程程序对反应堆一回路的热工水力特性、安全性等进行模拟；另一种为试验模拟，主要通过制造局部的高温高压辐照环境，对反应堆内的材料样片进行实验，分析材料在一回路中的腐蚀、开裂和老化等特性。上述两种情况均无法提供模拟高温高压工况下反应堆一回路系统管路特性。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的上述不足，提供了一种高温高压核反应堆试验回路装置。该装置对模拟核反应堆一回路高温高压工况下的工作特征更为精确、高效、可靠。

本发明是通过以下技术方案实现的。

一种高温高压核反应堆试验回路装置，包括整体结构为闭式循环管路的主回路、市水回路、稳压回路、供压回路、供水回路、溢流回路以及容控箱，所述市水回路与容控箱相连接，所述容控箱分别通过稳压回路、供压回路、供水回路和溢流回路与主回路相连接；其中：

-主回路，为高温高压试验回路，用于提供一个高温高压试验回路工况；

-市水回路，通过容控箱向主回路供水；

-稳压回路，用于维持主回路中的压力；

-供压回路，用于向主回路供压和泄压；

-供水回路，用于向主回路供水。

优选地，所述主回路包括：主回路管路以及设置于主回路管路上的调节阀、涡街流量计、第一高位排气装置、试验泵以及电加热器；所述试验泵上连接有测功电机以及压力变动器。

优选地，所述主回路还包括如下任一个或任多个部件：

-第一截止阀，设置于高位排气装置与主回路管路之间；

-若干第一温度计，设置于主回路管路上；

-若干第一压力计，设置于主回路管路上；

-若干第二截止阀，设置于任一个第一压力计与主回路管路之间。

优选地，所述主回路上还连接有主回路支路，所述主回路支路上连接有由减缩管和渐扩管连接形成的小管路；主回路的运行温度为350℃；主回路的运行压力为15.5MPa；主回路支路和小管路内的流量总和与主回路内的流量总和相等。

优选地，所述市水回路包括连接于市水与容控箱之间的市水回路管路，所述市水与容控箱之间的市水回路管路上依次设有第一电磁阀和第三截止阀。

优选地，所述供压回路包括：供压回路管路以及设置于供压回路管路上的供压泵。

优选地，所述供压回路管路上还设置有如下任一个或任多个部件：

-若干第四截止阀；

-第二压力计。

优选地，所述供水回路包括：供水回路管路以及依次设置于容控箱和主回路之间的供水回路管路上的过滤器、给水泵和止回阀。

优选地，所述供水回路管路上还设置有如下任一个或任多个部件：

-流量计；

-第二温度计；

-若干第五截止阀。