[发明专利]一种特种结构耐钠火性能试验系统及其试验方法

说明书

本发明公开了一种特种结构耐钠火性能试验系统及其试验方法，该系统可以根据防钠火气密特种门、盖板的钠火性能试验总体规划，对防钠火气密特种门、盖板在池火及其引起的温度、压力变化的密封性能和耐腐蚀性能进行测试验证。该试验系统主要包含供压子系统、供钠子系统、钠火燃烧子系统、烟气后处理子系统、供抽气子系统和系统控制平台等六部分子系统。试验操作环境为正常室温环境。本发明的特种结构耐钠火性能试验系统及其试验方法通过特定的分区和系统布置，能够实现在保证实验人员和设备安全的前提下，通过给定的试验条件以验证防钠火气密特种门、盖板的设计方案和制造后的产品是否满足防钠火相关的技术指标要求，对反应堆的总体安全具有重要的价值。

技术领域

本发明属于反应堆安全技术领域，具体为一种特种结构耐钠火性能试验系统及其试验方法。

背景技术

钠冷快中子堆采用液态金属钠作为冷却剂。正常工况下，作为冷却剂的钠密闭存放于反应堆容器内部，以保证钠不会泄露。容器或管道在反应堆运作的极端工况下若出现破裂，则易导致钠泄漏和钠火事故。钠火事故中，作为活泼金属的钠直接与空气接触，会迅速与空气中的氧气和水发生反应，生成大量白色烟雾，其主要成分有钠的氧化物、对结构具有高度腐蚀能力的氢氧化钠以及对设备和人体危害极大的钠气溶胶。此外，该化学反应产生的热量会使得局部产生高温效应。钠冷快中子堆核岛厂房钢结构工程防钠火气密特种门、盖板能在钠火事故产生时，阻止钠火及放射性气溶胶等向外界(或外部钠火向房间内)的扩散，有效避免钠火事故发生时对设备及现场人员造成的伤害，并为后续的逃生和救援创造机会。确定该类特种门和盖板在钠火事故发生时仍然能保持结构的完整性和密封性至关重要，因此，需要对其进行耐钠火性能试验。

目前，国内外对于防钠火气密特种门和盖板等核安全设备的性能测试较为重视，但是，在公开的文献中尚未发现完整的特种结构耐钠火性能试验系统的相关设计。基于此，提出此发明以验证防钠火气密特种门、盖板的设计方案和制造后的产品是否满足防钠火相关的技术指标要求，对反应堆的安全运行具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是针对目前国内核工业领域对完整的特种结构耐钠火性能试验系统的相关设计研究的需求，提供一种能够最大限度还反应堆钠火事故工况的特种结构耐钠火性能试验系统及其试验方法。本发明所述系统采用多支路并行的形式，允许了子系统的多工况运行；通过对各部分子系统进行合理的布置，保障了各子系统之间的安全和协调运行；同时，能够较为方便地获取系统内各部分子系统的压力、温度以及对应流体的流量，通过场外的系统控制平台对钠火燃烧平台的温度进行调控。为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种特种结构耐钠火性能试验系统，包含两个汇管集气罐102，每个汇管集气罐102的前端有两路分支，每个分支中依次通过第一截止阀107和第一减压阀106与第一氮气瓶101相连，其中第一氮气瓶101与第一减压阀106之间、第一截止阀107和第一减压阀106之间各设置有第一压力传感器105；每个汇管集气罐102的出口连接着第一电动阀109，第一电动阀109的另一端与供压子系统压缩机103的入口相连，供压子系统压缩机103的出口经过第一压力传感器105连接着第一止回阀1011；同时，每个汇管集气罐102与对应的第一止回阀1011之间还通过第一弹簧安全阀1010独立连接；两个汇管集气罐102支路上的第一止回阀1011各自连接于对应支路上的钠加热釜201，用于为钠加热釜201提供合适的工作压力，以上共同组成特种结构耐钠火性能试验系统中的供压子系统1；