[发明专利]广视角承压抑压冷却冲击过程模拟系统

说明书

一种广视角承压抑压冷却冲击过程模拟系统，包括：抑压水池、鼓泡器机构、气体供应机构、测量机构和控制模块，其中：鼓泡器机构设置于抑压水池内并与气体供应机构相连，气体供应机构通过抑压水池与鼓泡器机构相连，测量机构与抑压水池相连并采集压力信号、声音信号、振动信号和温度信号，控制模块与测量机构相连并对采集到的高频压力信号、声音信号和振动信号进行快速傅里叶变换或者小波分析计算分析，得到抑压冲击特性规律。本发明通过各传感器测量并分析得到抑压冲击过程中的冷凝传热和冲击载荷特性，从而得到抑压水池抑压冲击过程。

技术领域

本发明涉及的是一种核工业领域的技术，具体是一种广视角承压抑压冷却冲击过程模拟系统。

背景技术

当核反应堆发生管道破裂事故时，需要降低安全壳压力以维持结构完整性，参考沸水堆抑压水池的设计概念，对核电厂压水堆安全壳和船用反应堆安全壳进行抑压水池设计，进行主动卸压。含有不凝结气体的高温高压蒸汽通入抑压水池进行安全壳卸压过程中汽水直接接触冷凝，具有较高的传热传质效率，但汽水冷凝会产生强烈的压力振荡，可能会对系统壁面产生冲击载荷和机械损伤，影响系统的卸压冷却，并严重影响设备的安全运行，并且冷凝过程中会产生剧烈噪声，会严重破坏船用核动力装置的隐蔽性。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种广视角承压抑压冷却冲击过程模拟系统，设有可承压的实验容器、大广角观察视窗和可调节注入管线位置，通过各传感器测量并分析得到抑压冲击过程中的冷凝传热和冲击载荷特性，从而得到抑压水池抑压冲击过程。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明包括：抑压水池、鼓泡器机构、气体供应机构、测量机构和控制模块，其中：鼓泡器机构设置于抑压水池内并与气体供应机构相连，气体供应机构通过抑压水池与鼓泡器机构相连，测量机构与抑压水池相连并采集压力信号、声音信号、振动信号和温度信号，控制模块与测量机构相连并对采集到的高频压力信号、声音信号和振动信号进行快速傅里叶变换或者小波分析计算分析，得到抑压冲击特性规律。

所述的测量机构包括：摄像机、设置于抑压水池上的流量计、温度传感器、压力传感器、水听器、加速度传感器以及应变片，其中：摄像机设置于抑压水池外部并与观察视窗相对设置。

所述的气体供应机构包括：蒸汽供应单元和氮气供应单元。

所述的鼓泡器机构包括：相连的鼓泡器和若干多位置管线，其中：多位置管线设置于抑压水池顶部并与蒸汽供应单元和氮气供应单元相连，鼓泡器设置于抑压水池内。

所述的蒸汽供应单元出口依次设有蒸汽管线质量流量计、蒸汽管线电动调节阀和蒸汽管线止回阀，其中：蒸汽管线止回阀分别与多位置管线和氮气供应单元相连。

所述的氮气供应单元的出口依次设有氮气管线减压阀、氮气管线加热器、氮气管线质量流量计、氮气管线电动调节阀和氮气管线止回阀，其中：氮气管线止回阀和蒸汽管线止回阀相连并与鼓泡器机构共同相连。

所述的抑压水池上设有用于观测抑压冲击冷凝行为特性的观察视窗。

所述的抑压水池上设有若干用于与多位置管线相连的管线孔。

所述的控制模块包括：压力信息单元、声音信息单元、振动信息单元、温度信息单元及分析检测单元，其中：压力信息单元与压力传感器相连并接收压力信息后进行模数变换和特征提取并输出至分析检测单元，声音信息单元与水听器相连并接收声音信息后进行模数变换和特征提取并输出至分析检测单元，振动信息单元与加速度传感器相连并接收加速度信息后进行模数变换和特征提取并输出至分析检测单元，温度信息单元与温度传感器相连并接收温度信息后进行模数变换和特征提取并输出至分析检测单元，分析监测单元根据收到的压力特征、声音特征、振动特征和温度特征进行快速傅里叶变换或者小波分析计算分析，得到抑压冲击特性规律。

本发明涉及一种基于上述过程模拟系统的模拟方法，包括以下步骤：