[发明专利]冷却剂装量减少事件下堆芯热工实验装置与实验方法

权利要求书

1.冷却剂装量减少事件下堆芯热工实验装置，其特征在于，

包括模拟堆芯热工环境的运行系统，运行系统包括串联的蒸汽稳压器(1)、换热器(2)、循环泵(3)、实验段(6)，蒸汽稳压器(1)设置有电热元件(13)，实验段(6)的出口端回接到蒸汽稳压器(1)，上述实验段(6)接有功率可调的电源(12)；

所述电热元件(13)用于给蒸汽稳压器(1)中水工质加热，所述电源(10)用于给所述实验段(6)加热；

所述电源(12)的输出功率变化模拟压水反应堆冷全集装量减少时间发生后堆芯功率变化，所述循环泵(3)运行频率模拟压水反应堆冷全集装量减少时间发生后主泵惰转；

还包括模拟冷却剂装量减少的泄压系统，泄压系统包括快开快关阀(10)、卸压系统调节阀(9)，卸压系统调节阀(9)连通到蒸汽稳压器(1)、快开快关阀(10)与卸压系统调节阀(9)串联；

所述泄压系统内设置有用于卸压系统调节阀(9)的开度随时间的变化曲线，所述泄压系统调节阀(9)的开度模拟压水反应堆冷剂装量减少事件造成的运行系统压力下降。

2.根据权利要求1所述的冷却剂装量减少事件下堆芯热工实验装置，其特征在于，所述运行系统还包括旁路支路，所述旁路支路包括串联的旁路流量计(7)、旁路调节阀(8)，旁路支路与实验段(6)并联，且实验段(6)与循环泵(3)之间还串联有串联的实验支路流量计(4)、实验支路调节阀(5)。

3.根据权利要求2所述的冷却剂装量减少事件下堆芯热工实验装置，其特征在于，所述泄压系统还包括与快开快关阀连接的消音器(11)。

4.基于冷却剂装量减少事件下堆芯热工实验装置的实验方法，其特征在于，基于如权利要求2-3中任一项所述的冷却剂装量减少事件下堆芯热工实验装置，所述实验方法包括以下步骤：

构建初始工况步骤：启动电热元件给蒸汽稳压器中水工质加热，待蒸汽稳压器中蒸汽空间建立，温度达到起始温度；升温升压步骤：当温度达到起始温度时，继续启动电热元件的同时、启动电源给实验段加热并启动换热器和循环泵，实现运行系统按照一定的速率进行升温升压；

构建初始稳态工况步骤：待运行系统温度、压力接近初始稳态所需温度和压力值时，综合调节运行系统中各个设备的参数，使得实验段入口过冷度、加热壁面热流密度、质量流量以及运行系统压力到达预定的初始稳态工况，使得整个运行系统以一个平衡稳态工况运行；

冷却剂装量减少模拟步骤：整个运行系统以一个平衡稳态工况运行时，先设置好卸压系统调节阀的开度随时间的变化曲线、再开启快开快关阀、以模拟压水反应堆冷却剂装量减少事件造成的运行系统压力下降，同时调节电源的输出功率和循环泵运行频率、以模拟压水反应堆冷却剂装量减少事件发生后堆芯功率变化和主泵惰转，以此实现瞬态工况的运行。

5.根据权利要求4所述的实验方法，其特征在于，若冷却剂装量减少事件下堆芯热工实验装置没有设置有旁路支路时，综合调节运行系统中各个设备的参数的方法为：先调节换热器的冷却水流量以实现实验段入口过冷度的调节，再调节循环泵的频率以实现系统质量流量的调节，再调节电源的功率以实现加热壁面热流密度的调节，再调节电热元件的加热功率以实现运行系统压力的调节。

6.根据权利要求4所述的实验方法，其特征在于，若冷却剂装量减少事件下堆芯热工实验装置设置有旁路支路时，综合调节运行系统中各个设备的参数的方法为：先调节换热器的冷却水流量以实现实验段入口过冷度的调节，再调节旁路调节阀(8)、实验支路调节阀(5)的开度以实现系统质量流量的调节，再调节电源的功率以实现加热壁面热流密度的调节，再调节电热元件的加热功率以实现运行系统压力的调节。

7.根据权利要求4所述的实验方法，其特征在于，起始温度为：液相区域150摄氏度≤起始温度≤液相区域200摄氏度。

8.根据权利要求4所述的实验方法，其特征在于，初始稳态所需温度为310℃-370℃，初始稳态所需压力值为10M-20MPa。