用于压力容器下封头的表面老化系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种用于压力容器下封头的表面老化系统(100)，所述表面老化系统(100)包括待处理样件(1)和加热装置，其中所述加热装置被配置为对待处理样件(1)的表面进行加热，并且所述待处理样件(1)为压力容器下封头。根据本实用新型专利技术的表面老化系统(100)，能够模拟压力容器下封头的表面高温老化状态。

The surface aging system for the head of a pressure vessel

The utility model provides a surface aging system (100) for a lower seal head of a pressure vessel. The surface aging system (100) includes a sample (1) and a heating device, wherein the heating device is configured to heat the surface of the processing sample (1), and the sample (1) is a lower head of the pressure vessel. According to the surface aging system (100) of the utility model, the surface aging condition of the lower head of the pressure vessel can be simulated.

【技术实现步骤摘要】
用于压力容器下封头的表面老化系统
本技术涉及热能工程技术或工程热物理或核能工程
，具体地，涉及一种表面老化系统，尤其是一种用于压力容器下封头的表面老化系统。
技术介绍
在核电站设计中，核安全是需要考虑的首要问题。严重事故的预防和缓解技术是核电站设计中的重要技术。在发生堆芯熔化的严重事故后，通过压力容器下封头外部冷却(ExternalReactorVesselCooling，ERVC)将堆芯熔融物滞留在反应堆压力容器内(In-VesselRetention，IVR)是一种重要的核电站严重事故缓解措施。IVR-ERVC的成功实施必须满足传热方面的要求，当压力容器下封头内部的热流密度小于压力容器下封头外壁面对应位置的临界热流密度(CriticalHeatFlux，CHF)时，就可保证压力容器外壁面维持在低温状态，并具有承压和承重等能力，可维持压力容器的完整性。因此，压力容器下封头外壁面的临界热流密度CHF决定了IVR-ERVC的冷却能力限值。然而，反应堆压力容器运行过程随着时间或使用周期的增加外表面会发生老化，尤其在事故条件下，压力容器下封头外壁面可能会发生高温老化。发生高温老化后压力容器下封头外壁面的临界热流密度是降低还是提高，将直接关系到压力容器的完整性和IVR策略的可行性。而且，国际上已有试验(如BETA试验)采用小尺寸由钢和铜复合的测试表面模拟反应堆压力容器真实表面特性，研究表明测试表面暴露在空气中足够长时间或者浸没在沸腾工质中均会导致表面发生高温老化，测试结果显示发生老化后的表面对传热有增强作用。然而，目前还没有利用全尺寸真实压力容器SA508III钢模拟表面老化对传热特性的影响的试验，已有的典型代表试验台架，一种是全尺寸切片如ULPU系列试验台架，一种是三维缩比试验台架，如SBLB，它们都是采用铜作为测试表面暴露在空气或沸腾工质中发生老化，无法代表真实压力容器SA508III钢表面老化状态。而且，为了充分达到核电厂反应堆压力容器长期运行后的表面老化状态，仅通过将测试表面暴露在空气或浸没在沸腾工质中是远远不够，并且老化耗时很长，需要几年以上的时间，因此，需要一种可直接安装在全尺寸、形状复杂、异形的测试表面结构上的高温加热装置以形成表面老化系统，并且需要能够精确地控制加热温度进而充分达到压力容器真实表面材料的老化状态，为研究表面老化特性对压力容器换热影响提供真实条件。同时也需要提供一种易拆装，安全、成本低、可应用在不同表面形状、不同表面尺寸上的高温加热装置。
技术实现思路
本技术的目的在于至少部分地克服现有技术的问题或缺陷，提供一种用于压力容器下封头的表面老化系统，以模拟压力容器下封头的表面高温老化状态。本技术的目的还在于提供一种用于压力容器下封头的表面老化系统，其中加热装置可直接安装在全尺寸、形状复杂或异形的测试表面结构上。本技术的目的还在于提供一种用于压力容器下封头的表面老化系统，更真实地模拟压力容器下封头的表面高温老化。本技术的目的还在于提供一种用于压力容器下封头的表面老化系统，使得能够进行稳定的高温加热，均匀性和安全性高，同时加热的温度和时间可调可控。为达到上述目的或目的之一，本技术的技术解决方案如下：一种用于压力容器下封头的表面老化系统，所述表面老化系统包括待处理样件和加热装置，其中所述加热装置被配置为对待处理样件的表面进行加热，并且所述待处理样件为压力容器下封头。根据本技术的一个优选实施例，所述表面老化系统还包括保温壳体和保温门，其中所述待处理样件的表面呈弧面，所述保温壳体具有与该弧面相适应的弧形轮廓，所述保温壳体的垂直于保温壳体的纵向延伸方向的截面呈U形，并且所述保温壳体与待处理样件的弧面表面相面对地结合在待处理样件上，使得在保温壳体和待处理样件之间形成空间，并且其中所述保温门在保温壳体的纵向延伸方向的两端结合在保温壳体上，以密闭所述空间。根据本技术的一个优选实施例，所述保温壳体包括内壳、外壳、内保温材料和外保温材料，其中内壳和外壳相互结合以形成U形槽道，所述外保温材料被布置在U形槽道内，并且所述内保温材料被布置在U形槽道的底面之上。根据本技术的一个优选实施例，所述加热装置包括加热元件、电控箱和导线，所述加热元件通过导线与电控箱连接，其中所述加热元件被布置在所述内保温材料上，并且与加热元件连接的导线穿通保温壳体或保温门与电控箱连接。根据本技术的一个优选实施例，所述表面老化系统还包括测温元件，所述测温元件被布置在所述待处理样件的与保温壳体相面对的表面上。根据本技术的一个优选实施例，所述表面老化系统还包括样件固定装置，所述样件固定装置被配置为将待处理样件固定在框架上，和/或所述表面老化系统还包括保温壳体固定装置，所述保温壳体固定装置被配置为将保温壳体固定在框架上。根据本技术的一个优选实施例，所述内壳和外壳由镀锌铁板形成。根据本技术的一个优选实施例，所述加热元件包括沿待处理样件的弧面的弧度方向分布的至少三个子加热区，每个子加热区独立地被电控箱控制。根据本技术的一个优选实施例，所述电控箱包括与所述至少三个子加热区对应的至少三个控制模块，每一个控制模块被配置为独立地控制一个子加热区的加热功率和温度。根据本技术的一个优选实施例，所述电控箱的控制模块包括电源开关、运行指示灯、启动键、停止键、功率显示区和温度显示区。根据本技术的用于压力容器下封头的表面老化系统能够模拟压力容器下封头的表面高温老化状态。进一步地，该表面老化系统适应于全尺寸、形状复杂或异形的测试表面，例如表面呈弧面的测试样件，加热部分能够直接作用在全尺寸、形状复杂或异形的测试表面结构上，进行稳定的高温加热，提供均匀、安全的加热，同时加热元件被设计为包括多个子加热区，每个子加热区独立地被电控箱控制，因此加热的温度、功率和时间可调可控。附图说明图1为根据本技术的实施例的用于压力容器下封头的表面老化系统的总体示意图；图2为图1所示的用于压力容器下封头的表面老化系统沿A-A截面的截面图；以及图3为根据本技术的实施例的保温壳体的示意图。具体实施方式下面结合附图详细描述本技术的示例性的实施例，其中相同或相似的标号表示相同或相似的元件。另外，在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本披露实施例的全面理解。然而明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。在其他情况下，公知的结构和装置以图示的方式体现以简化附图。本技术旨在提出一种可应用于压力容器下封头表面高温老化的加热系统，该系统设计的方法是按照被加热测试表面的形状、尺寸和结构特制一套包含被加热测试表面在内组成的相对封闭空间的高温老化加热系统，以期具有稳定性好、效率高、精度高，功率和温度无极可调等方面的特点。根据本技术的总体构思，提供了一种用于压力容器下封头的表面老化系统，所述表面老化系统包括待处理样件和加热装置，其中所述加热装置被配置为对待处理样件的表面进行加热，并且所述待处理样件为压力容器下封头。图1为根据本技术的实施例的用于压力容器下封头的表面老化系统的总体示意图。如图1所示，用于压力容器下封头的表面老化系统100包括待处理样件1、保温壳体2、保温门3、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于压力容器下封头的表面老化系统(100)，其特征在于，所述表面老化系统(100)包括待处理样件(1)和加热装置，其中所述加热装置被配置为对待处理样件(1)的表面进行加热，并且所述待处理样件(1)为压力容器下封头。

【技术特征摘要】
1.一种用于压力容器下封头的表面老化系统(100)，其特征在于，所述表面老化系统(100)包括待处理样件(1)和加热装置，其中所述加热装置被配置为对待处理样件(1)的表面进行加热，并且所述待处理样件(1)为压力容器下封头。2.根据权利要求1所述的用于压力容器下封头的表面老化系统(100)，其特征在于，所述表面老化系统(100)还包括保温壳体(2)和保温门(3)，其中所述待处理样件(1)的表面呈弧面，所述保温壳体(2)具有与该弧面相适应的弧形轮廓，所述保温壳体(2)的垂直于保温壳体(2)的纵向延伸方向的截面呈U形，并且所述保温壳体(2)与待处理样件(1)的弧面表面相面对地结合在待处理样件(1)上，使得在保温壳体(2)和待处理样件(1)之间形成空间(8)，并且其中所述保温门(3)在保温壳体(2)的纵向延伸方向的两端结合在保温壳体(2)上，以密闭所述空间(8)。3.根据权利要求2所述的用于压力容器下封头的表面老化系统(100)，其特征在于，所述保温壳体(2)包括内壳(23)、外壳(24)、内保温材料(21)和外保温材料(22)，其中内壳(23)和外壳(24)相互结合以形成U形槽道，所述外保温材料(22)被布置在U形槽道内，并且所述内保温材料(21)被布置在U形槽道的底面之上。4.根据权利要求3所述的用于压力容器下封头的表面老化系统(100)，其特征在于，所述加热装置包括加热元件(4)、电控箱(6)和导线(7)，所述加热元件(4)通过导线(7)与电控箱(6)连接，其中所述加热元件(4)被布置在所述内保温材料(21)上，并且与加热元件(4)连接的导线(7)穿通保温壳...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛艳芳，胡腾，杨胜，张祥，陆维，
申请(专利权)人：国核华清北京核电技术研发中心有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11