[发明专利]一种基于小堆PAS系统的平板加热综合实验台架及方法

说明书

一种基于小堆PAS系统的平板加热综合实验台架及方法，该台架包括变频风机、入口段、实验段、出口段、电加热装置、通道宽度调节装置、实验段旋转装置以及支撑架。入口段包含软管段部分和直管段部分，软管段部分一端连接变频风机，另一端连接直管段，并与实验段下部相连；实验段包含安装有电加热装置的加热面、安装有通道宽度调节装置的加热面相对面和一侧安装有实验段旋转装置的两侧面，分别用来模拟钢制安全壳外表面，混凝土安全壳内表面以及限制空气流动；实验段出口连接由直管段部分和软管段部分组成的出口段；该实验台架可以开展针对于小堆PAS系统的多种研究内容，如不同空气流动模式、不同通道宽度、不同通道倾斜角度以及不同通道表面黑度的实验。

技术领域

本发明涉及小堆非能动安全壳空气冷却(PAS)系统技术领域，具体涉及一种基于小堆PAS系统的平板加热综合实验台架及方法。

背景技术

随着反应堆技术的不断进步，小堆的作用日益凸显，市场需求不断扩大。在这其中，中国自主设计的小型反应堆堆型ACP100的设计与验证工作正紧锣密度地向前推进。在ACP100小型反应堆中采用了大量的非能动安全系统设计，通过非能动设计带走事故后堆芯的衰变热量，保证在设计基准事故下核岛以外区域的安全性。在大量的非能动安全设计中，ACP100的非能动安全壳空气冷却(PAS)系统采用纯空气自然对流的设计，简化了小堆非能动安全壳空气冷却系统的结构，对于低功率的小型反应堆事故后的余热排出具有重要作用。

针对于小型反应堆ACP100的PAS系统的设计，利用一种基于小堆PAS系统的平板加热综合实验台架及方法，进行ACP100 PAS系统流动换热特性的研究。该实验台架的设计能够满足多项对小堆非能动安全系统流动换热特性的研究需求，包括不同通道宽度，不同加热面倾斜角度，不同流动状态的研究。在同一个实验台架上，满足了多项实验需求，能够大量节约实验成本，提高研究效率。

发明内容

为了满足ACP100小堆PAS系统多项研究需求，本发明的目的在于提供一种基于小堆PAS系统的平板加热综合实验台架及方法，实现多项研究内容的要求。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于小堆PAS系统的平板加热综合实验台架，包括变频风机1、入口段2、实验段3、通道宽度调节装置4、实验段旋转装置5、出口段6、电加热装置7以及支撑架8；其中，所述实验段3用来模拟小堆PAS系统，包含加热面31、加热面相对面32和两个侧面33，分别用来模拟小堆PAS系统的钢制安全壳外表面，混凝土安全壳内表面以及用来限制空气流动；加热面31的背面安装有电加热装置7，用以对加热面31进行单侧加热；加热面相对面32的背面安装有宽度调节装置4，用来移动加热面相对面32，改变通道宽度；两个侧面33的其中一个侧面背面安装有实验段旋转装置5，通过一台减速机转动实验段并进行预设角度的固定；实验段3的下端依次连接入口段2的直管段和软管段部分，软管段的另一端连接变频风机1，使变频风机1的空气能够通过软管段进入不同倾斜角度下的实验段3，并在直管段部分整流，使空气流动方向平行于实验段方向；实验段3的上端连接包含直管段部分和软管段部分的出口段6，用以将流过实验段的空气排放至实验室外界环境，减少实验段出口对实验段研究内容的影响；整个实验台架由支撑架8支撑，用以实现对实验台架的操作以及实验的进行。

所述加热面相对面32采用Q235钢，表面喷涂POR-15防锈漆，达到混凝土表面黑度，用以模拟混凝土安全壳内表面；加热面相对面32背面安装有通道宽度调节装置4，两侧各安装有两只滑轮，与两侧面33内表面的滑轨配合，能使加热面相对面32在通道宽度调节装置4的丝杆42的推拉作用下，沿滑轨移动，改变通道宽度；滑轮外侧安装有耐高温橡胶密封带，用以在加热面相对面32位置固定后进行通道密封；两个侧面33采用高反射率的镀锌板，减少两个侧面热辐射对实验结果的影响，。