一种反应堆压力容器IVR条件下结构完整性试验平台制造技术

本发明专利技术公开了一种反应堆压力容器IVR条件下结构完整性试验平台。它包括工况模拟系统、数据采集分析系统和安全系统，工况模拟系统上设置供水单元、蒸汽冷凝单元和加热单元；数据采集系统由各单元的测量元件组成；安全系统设置在工况模拟系统外围。本发明专利技术通过控制冷却单元水的流量和热池模拟单元的加热功率等来实现模拟反应堆压力容器的沸腾传热过程，通过测量模拟反应堆压力器的器壁温度、应变、压力来分析模拟反应堆压力容器的传热特性，为反应堆压力容器的沸腾传热试验提供参考模型，该试验平台结构简单紧凑，可对模拟的反应堆压力容器进行结构完整性分析，采用氮气加压单元，还可以对受压的反应堆压力容器的传热特性进行分析，适用范围广。

【技术实现步骤摘要】
一种反应堆压力容器IVR条件下结构完整性试验平台
本专利技术属于结构完整性试验平台
，具体涉及一种精度高、控制可靠、试验简单、可模拟反应堆压力容器多工况的反应堆压力容器IVR条件下结构完整性试验平台。
技术介绍
堆芯熔融物堆内滞留（InVectorRetention，简称IVR）是指：从反应堆压力容器外部冷却堆芯，使堆芯熔融物滞留在反应堆压力容器内。这是核电厂非常重要的严重事故缓解措施，而反应堆压力容器又是核电厂的心脏，因此保证核反应堆压力容器的结构完整性至关重要。但是在实际假设条件中，为保证IVR成功，在设计上必须采取以下措施：反应堆冷却剂系统适时卸压；反应堆压力容器在安全壳内淹没水位标高超过29.9m。但以上假设是最理想的情况，如果反应堆冷却剂系统卸压不完全（即反应堆压力容器内有一定的内压），那么如何保证IVR成功，如果卸压完全，那么如何保证反应堆压力容器外壁的冷却水能够在规定的时间内将堆内余热带走？又在IVR评价中，必须计算反应堆压力容器外壁面的实际热流密度和临界热流密度并将两者比较，如果实际值超过了临界值，则假设反应堆压力容器失效。因此，有必要研究有内压和无内压情况下反应堆压力容器的传热特性及其结构完整性。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述问题，本专利技术的目的在于提供一种精度高、控制可靠、试验简单、可模拟反应堆压力容器多工况的反应堆压力容器IVR条件下结构完整性试验平台。所述的一种反应堆压力容器IVR条件下结构完整性试验平台，包括工况模拟系统、数据采集分析系统和安全系统三个部分，其特征在于工况模拟系统上设置供水单元、蒸汽冷凝单元和加热单元；数据采集系统由各单元的测量元件、信号采集器和工控机组成；安全系统设置在工况模拟系统外围，所述数据采集分析系统设置在工况模拟系统的各管路上，采集各段的温度和压力参数，所述供水单元和蒸汽冷凝单元的管路外设置保温层。所述的一种反应堆压力容器IVR条件下结构完整性试验平台，其特征在于所述工况模拟系统包括冷却水箱和在冷却水箱内的模拟反应堆压力容器，模拟反应堆压力容器上设有加热单元，该加热单元包括设置在模拟反应堆压力容器内部的内热电偶、加热电极，加热电极与高压电源连接，还包括设置在模拟反应堆压力容器外的外热电偶和应变片，模拟反应堆压力容器的顶端设有第一压力表和第二安全阀，冷却水箱的底端连接供水单元，冷却水箱的外围设置安全系统。所述的一种反应堆压力容器IVR条件下结构完整性试验平台，其特征在于所述供水单元包括凉水塔和水泵，凉水塔的底部出水端通过输出管连接水泵输入端，水泵输出端与流量控制阀连接，流量控制阀输出端连接冷却水箱，该输出管上设置第三温度传感器。所述的一种反应堆压力容器IVR条件下结构完整性试验平台，其特征在于所述安全系统包括隔离墙和沙池，所述隔离墙设置在冷却水箱外围，沙池设置在隔离墙底部。所述的一种反应堆压力容器IVR条件下结构完整性试验平台，其特征在于蒸汽冷凝单元设置在冷却水箱侧壁，蒸汽冷凝单元包括两路，第一路通过输出管依次与疏水阀、冷凝器和凉水塔连接，疏水阀与冷凝器之间的输出管上设有第一温度传感器和第一电磁流量计，冷凝器和凉水塔之间的输出管上设有流量计，冷凝器上设置冷却水系统；第二路依次与汽水分离器和凉水塔连接，汽水分离器和凉水塔之间的管路上设置第二温度传感器和第二电磁流量计，汽水分离器顶部与第一路管路相连，第一路蒸汽冷凝单元和第二路蒸汽冷凝单元设置在冷却水箱侧壁上，且第一路蒸汽冷凝单元位于第二路蒸汽冷凝单元上方。所述的一种反应堆压力容器IVR条件下结构完整性试验平台，其特征在于所述凉水塔底部设有空腔，空腔上用于空气流通，对凉水塔的水进行降温；凉水塔侧边设有液位计，顶部设有补水控制阀。所述的一种反应堆压力容器IVR条件下结构完整性试验平台，其特征在于所述冷却水系统蒸汽的进水端设有冷却水控制阀，冷却水控制阀与离心泵连接，冷却水系统蒸汽的出水端连接将水接入地下排水系统的回流管线。所述的一种反应堆压力容器IVR条件下结构完整性试验平台，其特征在于冷却水箱内部设有溢流堰，外部设有第一液位计，冷却水箱顶端设有第二压力表和第一安全阀。所述的一种反应堆压力容器IVR条件下结构完整性试验平台，其特征在于模拟反应堆压力容器还通过管路连接气瓶，该管路上设有控制阀，通过控制阀的开关达到模拟反应堆压力容器的不同压力的模拟条件。所述的一种反应堆压力容器IVR条件下结构完整性试验平台，其特征在于模拟反应堆压力容器底部设为球形封头，所述球形封头外表面纵向间隔设置一组翅片，冷却水箱内壁对应位置设置一组支撑凸台，翅片位于支撑凸台上方，且翅片与支撑凸台之间留着间隙，球形封头受热膨胀后，翅片向外由支撑凸台顶住。通过采用上述技术，本专利技术的有益效果如下：1）本专利技术的一种反应堆压力容器IVR条件下结构完整性试验平台，在模拟反应堆压力容器上设置气瓶，能根据试验需要，采用比例法模拟反应堆压力容器的实际工况，可进行常压或加压等不同工况下摸拟反应堆压力容器的传热特性试验，试验结果可用于对摸拟反应堆压力容器进行结构完整性评价；2）本专利技术的一种反应堆压力容器IVR条件下结构完整性试验平台，采用气瓶加压，可对有内压的模拟反应堆压力容器的传热特性进行试验，获得受压模拟反应堆压力容器的传热特性，可用于对受压压力容器进行结构完整性评价；3）本专利技术采用模块化设计，操作方便，适用于有内压和无内压的压力容器，也可为以后的反应堆压力容器传热试验提供参考模型，有较高的应用价值；4）本专利技术通过在球形封头外壁设置翅片，可以增大换热面积，增加传热效率；在翅片外壁设有支撑凸台，且留有一定的间隙，增加RPV的结构强度和刚度；该装置结构简单紧凑，传热效率高，结构强度和刚度高，能增加核电的安全性和可靠性；5）本专利技术通过控制一路冷却单元水的流量和三路熔融池模拟单元的加热功率等来模拟反应堆压力容器的真实工况，通过测量模拟反应堆压力容器两侧的介质温度、压力容器壁温、应变、压力来分析有内压的模拟反应堆压力容器的传热特性，还可以计算模拟反应堆压力容器器壁的临界热流密度，从而来分析模拟反应堆压力容器的结构完整性。附图说明图1为本专利技术结构示意图；图2为本专利技术的模拟反应堆压力容器封头与冷却水箱连接处结构示意图。图中：1-气瓶，2-外热电偶，3-隔离墙，4-冷却水箱，401-支撑凸台，5-溢流堰，6-第一液位计，7-模拟反应堆压力容器，701-球形封头，702-翅片，8-控制阀，9-第一安全阀，10-第二安全阀，11-高压电源，12-内热电偶，13-加热电极，14-第一压力表，15-第二压力表，16-应变片，17-汽水分离器，18-疏水阀，19-保温层，20-第一温度传感器，21-第一电磁流量计，22-冷凝器，23-冷却水控制阀，24-流量计，25-补水控制阀，26-离心泵，27-凉水塔，28-空腔，29-第二液位计，30-第二电磁流量计，31-第二温度传感器，32-回流管线，33-第三温度传感器，34-离心泵，35-流量控制阀，36-沙池。具体实施方式以下结合说明书附图对本专利技术作进一步的描述，但本专利技术的保护范围并不仅限于此：如图1和图2所示，本专利技术的反应堆压力容器IVR条件下结构完整性试验平台，包括工况模拟系统、数据采集分析系统和安全系统三个部分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种反应堆压力容器IVR条件下结构完整性试验平台，包括工况模拟系统、数据采集分析系统和安全系统三个部分，其特征在于工况模拟系统上设置供水单元、蒸汽冷凝单元和加热单元；数据采集系统由各单元的测量元件、信号采集器和工控机组成；安全系统设置在工况模拟系统外围，所述数据采集分析系统设置在工况模拟系统的各管路上，采集各段的温度和压力参数，所述供水单元和蒸汽冷凝单元的管路外设置保温层（19）。

【技术特征摘要】
1.一种反应堆压力容器IVR条件下结构完整性试验平台，包括工况模拟系统、数据采集分析系统和安全系统三个部分，其特征在于工况模拟系统上设置给该系统降温的供水单元、让蒸汽流出的蒸汽冷凝单元和给该系统加热的加热单元；数据采集分析系统由各单元的测量元件、信号采集器和工控机组成；安全系统设置在工况模拟系统外围，数据采集分析系统设置在工况模拟系统的各管路上，采集各段的温度和压力参数，所述供水单元和蒸汽冷凝单元的管路外设置保温层（19），所述工况模拟系统包括冷却水箱（4）和在冷却水箱（4）内的模拟反应堆压力容器（7），模拟反应堆压力容器（7）上设有加热单元，该加热单元包括设置在模拟反应堆压力容器（7）内部的内热电偶（12）和加热电极（13），加热电极（13）与高压电源（11）连接，还包括设置在模拟反应堆压力容器（7）外的外热电偶（2）和应变片（16），模拟反应堆压力容器（7）的顶端设有第一压力表（14）和第二安全阀（10），冷却水箱（4）的底端连接供水单元，冷却水箱（4）的外围设置安全系统，所述供水单元包括凉水塔（27）和水泵（34），凉水塔（27）的底部出水端通过输出管连接水泵（34）输入端，水泵（34）输出端与流量控制阀（35）连接，流量控制阀（35）输出端连接冷却水箱（4），该输出管上设置第三温度传感器（33），所述安全系统包括隔离墙（3）和沙池（36），所述隔离墙（3）设置在冷却水箱（4）外围，沙池（36）设置在隔离墙（3）底部。2.根据权利要求1所述的一种反应堆压力容器IVR条件下结构完整性试验平台，其特征在于蒸汽冷凝单元设置在冷却水箱（4）侧壁，蒸汽冷凝单元包括两路，第一路蒸汽冷凝单元通过输出管依次与疏水阀（18）、冷凝器（22）和凉水塔（27）连接，疏水阀（18）与冷凝器（22）之间的输出管上设有第一温度传感器（20...

【专利技术属性】
技术研发人员：包士毅，李相清，罗利佳，高增梁，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33