[实用新型]压力容器热惯性模拟试验件

说明书

技术领域

本实用新型涉及压力容器的散热，尤其涉及一种压力容器热惯性模拟试验件。

背景技术

1989年Theofanous提出了IVR-ERVC(堆内熔融物滞留-压力容器外部冷却)策略，并最先应用于Loviisa核电厂，作为其严重事故管理措施的重要基础之一。IVR-ERVC策略作为一项主要的事故管理措施于1995年被芬兰核安全监管当局(STUK)所接受。

压力容器内熔融物滞留是AP1000及其再发展堆型核电站严重事故缓解措施之一。IVR-ERVC策略是否成功，取决于堆内熔池行为和压力容器外的流动传热条件。

压力容器外表面热流密度如果低于临界热流密度，外部冷却水通过核态沸腾的方式能够有效导出堆内热量；而一旦外表面热流密度高于临界热流密度，压力容器外部将转变为膜态沸腾换热，最终导致壁面失效。

针对IVR-ERVC措施，国内外进行了很多相关研究，如法国的SULTAN、美国的ULPU以及韩国的GAMMA、SBLB等。目前上述实验都没有考虑原型材料(压力容器壁面)的热流扩散效应对CHF(临界热流密度)的影响，而且在加热方案上大都采用铜块内含加热棒的方案，实验装置结构复杂，安装调试繁琐，整个实验台热源部分的成本相对较高。另外，传统加热方案的工作极限往往不取决于加热棒，而是受铜块本身有效工作温度的限制，一般不得高于750℃，从而限制了实验的热流密度参数范围。

针对倾斜下表面沸腾及CHF，一般并未考虑壁面热惯性对沸腾及CHF的影响，而且所用加热面与本体结构之间要做绝缘处理，对实验用水工质的绝缘性也有要求。如果要研究流量等相关参数的影响因素，其进出口接管也要做相应的绝缘处理。

在IVR-ERVC的实际运行条件下，热流首先是以导热的形式经过压力容器壁面(无内热源壁面)，然后以对流换热的方式与冷却水换热。为了使实验条件更加接近于实际工作状态，试验研究中应设置无内热源模拟体，分析其对气泡、气膜的行为和CHF发生机理的影响。由于附加了无内热源壁面，传统铜块内含加热棒的方案已经不再可行，需要探索新的思路来实现热源及其加热方案的设计。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种压力容器热惯性模拟试验件，其可以实现无热源壁面热惯性模拟。

本实用新型提供了一种压力容器热惯性模拟试验件，包括：热惯性模拟体，具有第一侧和与第一侧相对的第二侧；热源，设置在热惯性模拟体的第一侧；通道形成部，设置在热惯性模拟体的第二侧，通道形成部与热惯性模拟体的第二侧围合成冷却水流动通道，其中：所述热惯性模拟体的第一侧还设置有氧化铝陶瓷层，所述热源与氧化铝陶瓷层面接触，氧化铝陶瓷层作为热源与热惯性模拟体之间的导热层以及绝缘层。

有利的，所述氧化铝陶瓷层的厚度在0.01mm-0.1mm之间。

可选的，所述冷却水流动通道为弧形通道，所述热惯性模拟体沿冷却水的流动方向为弧形。

可选的，所述压力容器热惯性模拟试验件还包括另外的热惯性模拟体，所述另外的热惯性模拟体的厚度不同于所述热惯性模拟体的厚度。

有利的，所述通道形成部位于所述热惯性模拟体处的部分是透明的。有利的，所述热惯性模拟体的与通道形成部接触的边缘进行了倒角处理。

可选的，所述热源包括两个电极以及电阻发热体。可选的，每一个电极沿横向于所述冷却水流动通道的横向方向布置；每一个电极沿横向方向的两端延伸到冷却水流动通道的外侧，每一个电极的两端设置有第一孔；冷却水流动通道的下方与每一个电极对应的位置设置有一个固定板，每一个固定板在所述横向方向上延伸超出冷却水流动通道的两端设置有第二孔；四个电极固定螺栓中的每一个穿过电极上对应的第一孔以及固定板上对应的第二孔以利用螺母将电极紧固在电阻发热体上。固定板与冷却水流动通道的下侧之间可设置有绝缘体。所述电阻发热体的厚度沿冷却水流动方向上可不同。

有利的，所述热惯性模拟体沿厚度方向设置有两个温度测量孔。

上述的所有压力容器热惯性模拟试验件可为核电站的安全壳热惯性模拟试验件。