[发明专利]一种用于钠冷池式快堆自然循环实验的实验模型

说明书

本发明属于反应堆模拟实验技术领域，具体涉及一种用于钠冷池式快堆自然循环实验的实验模型。包括由上至下依次连接的上封头、上筒体、下筒体和下封头密封构成的圆筒形的外壳，上封头和上筒体构成热池，下筒体和下封头构成冷池，位于外壳中心位置的模拟堆芯、位于模拟堆芯上方的中心测量柱模拟件和位于模拟堆芯下方的大栅板联箱模拟件，还包括设置在热池内的DR类热交换器模拟件，设置在冷池内的DL类热交换器模拟件，贯穿设置在热池和冷池之间的M类热交换器模拟件；冷池内的工质能够通过外置的循环泵提供动力依次进入大栅板联箱模拟件、模拟堆芯进入热池，然后从M类热交换器模拟件换热后重新返回冷池。

技术领域

本发明属于反应堆模拟实验技术领域，具体涉及一种用于钠冷池式快堆自然循环实验的实验模型。

背景技术

钠冷池式快堆发生事故后，一回路系统冷却剂能否建立起自然循环以及自然循环能力是否可以带走堆芯产生的衰变热，是反应堆设计中需要重点考虑的问题之一。事故余热排除系统热工水力现象复杂。同时，需要探求钠冷池式快堆全厂断电和蒸汽发生器失去给水事故工况下非能动余热排除系统的运行特性，评价设计和分析程序模型，验证钠冷池式快堆非能动余热排出系统设计有效性和合理性，为钠冷池式快堆设计和安全分析提供依据。通过自然循环实验，研究并验证反应堆事故工况下一回路系统依靠冷却剂自然循环排出堆芯余热的能力，全面掌握余热排出工况下，钠池内的流动及温度分布情况，解决反应堆事故余热排出系统设计和分析中的不确定性问题等。采用事故余热排出系统安全分析时，存在不确定性，所以需要开展用于事故余热排出系统设计验证的一回路自然循环能力试验研究。

对于实验介质，钠冷池式快堆冷却介质为液态钠，钠具备非常活泼化学性质，使模型加工难度增大，实验中测试技术复杂，测量仪表价格昂贵，钠实验运行操作复杂，安全风险较大，实验成本较高。对于实验模型比例，实验模型越大，实验模型造价越高，且随着比例增大，造价呈指数级增长。如果实验模型很小，将会造成实验模型加工和实验测量造成极大困难。因此实验模型比例需要考虑性价比和难度等几方面。在选取实验模型比例后，需要对实验模型中的部件进行重新设计。

目前尚没有满足上述问题的文献。仅有的几篇文献和资料里不能够模拟实际反应堆内组件与组件的相互作用，无法完成一回路自然循环能力验证实验的内容。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种用于钠冷池式快堆自然循环实验的实验模型，能够实现比较真实的模拟反应堆一回路系统的情况，保证实验测量结果的准确可靠。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案是一种用于钠冷池式快堆自然循环实验的实验模型，其中，包括由上至下依次连接的上封头、上筒体、下筒体和下封头密封构成的圆筒形的外壳，所述上封头和所述上筒体构成热池，所述下筒体和所述下封头构成冷池，位于所述外壳中心位置的模拟堆芯、位于所述模拟堆芯上方的中心测量柱模拟件和位于所述模拟堆芯下方的大栅板联箱模拟件，还包括设置在所述热池内的DR类热交换器模拟件，设置在所述冷池内的DL类热交换器模拟件，贯穿设置在所述热池和所述冷池之间的M类热交换器模拟件；所述冷池内的工质能够通过外置的循环泵提供动力依次进入所述大栅板联箱模拟件、所述模拟堆芯进入所述热池，然后从所述M类热交换器模拟件换热后重新返回所述冷池；所述M类热交换器模拟件用于模拟反应堆正常运行工况的中间热交换器的热量排出，所述DR类热交换器模拟件用于模拟反应堆事故工况下布置在所述热池内的事故余热交换器的热量排出，所述DL类热交换器模拟件用于模拟反应堆事故工况下布置在所述冷池内的事故余热交换器的热量排出。

进一步，所述上筒体和所述下筒体之间设有分隔板，所述DL类热交换器模拟件设置在分隔筒内，所述分隔筒的底端与所述分隔板连通，所述分隔筒的顶端位于所述热池内；所述大栅板联箱模拟件的顶板和所述分隔板和所述分隔筒共同构成所述冷热和所述热池之间的分隔边界。

进一步，所述模拟堆芯由若干根电加热元件组成，加热总功率约1000kW，模拟实际反应堆堆芯的发热，从所述大栅板联箱模拟件来的工质进入所述模拟堆芯后，受到所述电加热元件加热升温。