[发明专利]一种温压可控的海洋热工环境模拟系统

说明书

技术领域

本发明属于核反应堆热工水力技术研究领域，涉及一种海洋热工模拟系统，特别是一种温压可控的海洋热工环境模拟系统。

背景技术

目前，先进核动力反应堆采用非能动安全技术提高反应堆的安全性，为了确保非能动余热排出能力和长期冷却特性能够满足设计技术指标的要求，需要开展非能动安全系统验证实验。在开展舰船核动力反应堆非能动安全系统的实验研究时，由于大海为余热排出系统热最终热阱，海洋热工环境等热工参数对舰船核动力反应堆非能动安全系统会产生一定的影响，因此海洋热工环境是实验中必须模拟的对象。不同的海域或者不同的海洋深度，具有不同的海洋热工环境，即海水工质、海水压力和温度。

然而，由于条件的限制，模拟原型的热工实验装置通常建立在陆地上，为达到模拟和验证原型设计方案的目的，海洋热工环境模拟系统的热工参数必须与真实海洋环境相同，并且在极端情况下还需要模拟舰船核反应堆运动时所带来的压力变化。因此，开发一种温度和压力可调式海洋热工环境模拟系统，解决陆基条件下热工实验装置中海水热工环境模拟的难题，这成为目前人们普遍关注的问题。

发明内容

为解决陆基条件下热工实验装置中海水热工环境模拟的难题，本发明公开了一种海洋热工环境模拟系统。

本发明所述一种温压可控的海洋热工环境模拟系统，包括海水模拟容器，与海水模拟容器管道连接的气体稳压器，所述海水模拟容器与气体稳压器之间的管道上设置有隔离阀，所述海水模拟容器和气体稳压器分别还设置有补排水阀，所述海水模拟容器内还设置有加热功率可调的加热器、换热功率可调的换热器、测温组件、测压组件和液位计；所述海水模拟容器、气体稳压器及管道外壁均敷设有保温层。

优选的，所述加热器位于海水模拟容器内部下半部分，所述换热器位于海水模拟容器内部上半部分。

优选的，所述换热器为盘管换热器，所述盘管换热器进口管安装有冷却水进口调节阀和流量计。

具体的，所述流量计为V锥流量计或文丘里流量计。

优选的，所述海水模拟容器侧壁或顶部设置有可视密封窗口。

优选的，所述气体稳压器与氮气气源连接。

优选的，所述气体稳压器内还设置有测温组件、测压组件和液位计。

优选的，所述隔离阀为气动阀。

采用本发明所述的一种温压可控的海洋热工环境模拟系统，只要将海水工质注入到该系统，通过该系统的调节，可以快速稳定地建立海洋热工环境，且具有设备组成简单、操控简便、性能稳定等特点，并能满足系统压力，温度可调节的要求，解决了陆基条件下热工实验装置中海水环境模拟的难题。

附图说明

图1为本发明所述一种温压可控的海洋热工环境模拟系统的一种具体实施方式结构示意图；

图中附图标记名称为：1-海水模拟容器，2-电热元件，3-盘管换热器，4-冷却水进口调节阀，5-冷却水流量计，6-氮气稳压器，7-隔离阀，8-截止阀，TF-测温组件，LT-液位计，PT-测压组件。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

如图1所示，本发明的一种温压可控的海洋热工环境模拟系统，包括海水模拟容器1，与海水模拟容器1管道连接的气体稳压器，所述海水模拟容器1与气体稳压器之间的管道上设置有隔离阀7，所述海水模拟容器1和气体稳压器分别还设置有补排水阀，所述海水模拟容器1内还设置有加热功率可调的加热器、换热功率可调的换热器、测温组件TF、测压组件PT和液位计LT；所述海水模拟容器1和管道外壁均敷设有保温层。

本发明的目的在于提供一种温压可控的海洋热工环境模拟系统，可用于研究舰船核反应堆在海水环境下热工水力特性，达到模拟海洋热工环境的需求，解决了陆基条件下热工实验装置中海水环境模拟的难题。只要将海水或海水工质注入到该系统，通过该系统的调节，可以快速稳定地建立海洋热工环境。

所述海洋热工环境模拟系统调节方法如下：

实验开始时，首先关闭隔离阀7，分别对海水模拟容器1和气体稳压器利用补排水阀补水；并对气体稳压器充气，将其压力升至预定值。海水模拟容器1内的压力通过补水加压到接近预定值。当海水模拟容器1与气体稳压器内的压力接近时，打开隔离阀7，连通气体稳压器和海水模拟容器1，继续对气体稳压器充气，并将此时连为一体的由海水模拟容器1和气体稳压器组成的系统压力慢慢调节至预定值。隔离阀7可以采用气动阀，便于实现自动控制。