本发明专利技术公开了一种压水堆核电站非能动余热排出系统的演示装置，包括：冷却装置，冷却装置设有进水口和出水口，用于模拟非能冷却水箱；加热器，其设于冷却装置的水位高于加热器的水位，加热器设有进水口和出水口，加热器用于模拟反应堆堆芯产生的余热；循环水管，循环水管包括进水管和回水管，进水管连接加热器的出水口和冷却装置的进水口，回水管连接冷却装置的出水口和加热器的进水口；控制系统，其与加热器信号连接，用于控制加热器。本发明专利技术能够以直观的方式将非能动余热排出系统的复杂过程进行展示。
【技术实现步骤摘要】
一种压水堆核电站非能动余热排出系统的演示装置
本专利技术涉及核电站安全系统的原理演示
，具体涉及一种压水堆核电站非能动余热排出系统的演示装置。
技术介绍
核反应堆停堆以后，会有大量衰变热产生，这一部分衰变热在很长一段时间内需要使用专设的余热排出系统将其排放到最终热阱中，避免由于热量堆积，压力容器内温度和压力过高而破坏压力边界的完整性。现代核电站使用了大量的能动设备来实现余热排出的功能，然而这些设备的可靠运行需要外加稳定的动力源，一旦系统发生故障过出现全厂断电的严重事故时，能动的设备将无法正常运行。随着核电发展水平的提高，先进核电站的设计中都采用了非能动技术来提高系统的安全性。非能动余热排出系统依靠系统的固有特性和自然规律来保障反应堆的安全，使得反应堆发生事故以后不过分依赖运行人员的判断和外部能源的供给。但是非能动余热排出系统较为复杂，在对进行人员培训时，不能多次进出核电厂内进行参观了解，所以人员培训效果较差，若是操作人员不能够完全熟练掌握非能动余热排出系统，对以后的工作会带来一定的障碍。
技术实现思路
针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种压水堆核电站非能动余热排出系统的演示装置，能够以直观的方式将非能动余热排出系统的复杂过程进行展示。为达到以上目的，本专利技术采取的技术方案是：一种压水堆核电站非能动余热排出系统的演示装置，包括：冷却装置，所述冷却装置设有进水口和出水口，用于模拟非能冷却水箱；加热器，其设于所述冷却装置的水位高于所述加热器的水位，所述加热器设有进水口和出水口，所述加热器用于模拟反应堆堆芯产生的余热；循环水管，所述循环水管包括进水管和回水管，所述进水管连接所述加热器的出水口和所述冷却装置的进水口，所述回水管连接所述冷却装置的出水口和所述加热器的进水口；控制系统，其与所述加热器信号连接，用于控制所述加热器。在上述技术方案的基础上，所述回水管靠近所述加热器的进水口的一侧设有电磁阀，所述电磁阀与所述控制系统信号连接。在上述技术方案的基础上，所述回水管上设有流量计。在上述技术方案的基础上，所述回水管上设有透明的流量观察区，所述流量观察区所在位置的回水管的内壁上设有丝带，且所述流量观察区所在位置的回水管的内径大于其他部位所述回水管的内径。在上述技术方案的基础上，所述加热器内设有液位计和温度计，所述温度计和所述液位计分别与所述控制系统信号连接。在上述技术方案的基础上，所述控制系统设有温度阈值和液位阈值，当所述温度计检测到的温度值大于所述温度阈值，和/或所述液位计检测到的温度值小于所述液位阈值时，所述控制系统控制所述加热器停止加热。在上述技术方案的基础上，所述冷却装置包括冷却水箱和位于所述冷却水箱内的冷却管，所述冷却管联通所述冷却装置的进水口和出水口。在上述技术方案的基础上，所述冷却水箱的容量为300L，所述加热器的容量为15L。在上述技术方案的基础上，该装置还包括支架，所述支架的顶部和底部分别设有上平台和下平台，所述冷却装置安装于所述上平台上，所述加热器安装于所述下平台上。在上述技术方案的基础上，所述冷却装置与所述加热器之间的垂直距离为2m。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：(1)本专利技术的一种压水堆核电站非能动余热排出系统的演示装置包括冷却装置、加热器、循环水管和控制系统，是集电气、热工水力和控制系统技术为一体，能够以直观的方式对压水堆核电站非能动余热排出系统的原理进行形象生动的展示，用于核电站非能动热量排出系统的培训或公众宣传展示。(2)本专利技术的一种压水堆核电站非能动余热排出系统的演示装置的控制系统内设置温度阈值和液位阈值，当温度高于温度阈值，液位小于液位阈值时，控制系统控制加热器停止加热，并提示相应的报警信息，防止加热器过烧，防止加热器加热温度过高，避免观众或培训人员在观察过程中为热水烫伤。附图说明图1为本专利技术实施例的结构示意图。图中：1-冷却装置，2-加热器，3-循环水管，31-进水管，32-回水管，4-控制系统，5-流量观察区，6-支架，61-上平台，62-下平台，7-电磁阀。具体实施方式以下结合附图及实施例对本专利技术作进一步详细说明。参见图1所示，本专利技术实施例提供一种压水堆核电站非能动余热排出系统的演示装置，包括冷却装置1、加热器2、循环水管3、控制系统4和支架6，支架6的顶部和底部分别设有上平台61和下平台62，冷却装置1安装于上平台61上，加热器2安装于下平台62上，冷却装置1与加热器2之间的垂直距离为2m，通过支架6支撑冷却装置1和加热器，支持稳定牢固。本专利技术实施例中的冷却装置1设有进水口和出水口，冷却装置1包括冷却水箱和位于冷却水箱内的冷却管，冷却管联通冷却装置1的进水口和出水口，冷却装置1用于模拟非能冷却水箱。本专利技术实施例中的冷却水箱内的冷却管呈S型弯折设计，保证进入冷却水箱内的热水能够充分冷却，本实施例中的冷却水箱的尺寸1.2*0.6*0.6m，容量为300L。加热器2设有进水口和出水口，加热器2内设有液位计和温度计，温度计和液位计分别与控制系统4信号连接，加热器2用于模拟反应堆堆芯产生的余热。通过温度计和液位计时刻检测加热器2内的温度和水位，本实施例中的加热器2的容积为5L，设置加热器2的加热温度为60～70℃，防止加热器加热温度过高，避免观众或培训人员在观察过程中为热水烫伤。循环水管3包括进水管31和回水管32，进水管31连接加热器2的出水口和冷却装置1的进水口，回水管32连接冷却装置1的出水口和加热器2的进水口，本专利技术实施例中的回水管32上设有流量计，通过观察流量计的读数，可以判断演示装置的工作状态。回水管32上设有透明的流量观察区5，流量观察区5所在位置的回水管32的内壁上设有丝带，且流量观察区5所在位置的回水管32的内径大于其他部位回水管32的内径，通过观察流量观察区5内的丝带的摆动频率，从而观察循环水管3内的液体流动情况。回水管32靠近加热器2的进水口的一侧设有电磁阀7，电磁阀7，通过电磁阀7的开闭循环水管3内的液体流动，自动化控制。控制系统4包括控制器和显示器，显示器与控制器相连，控制器与加热器2、温度计、液位计和电磁阀7信号连接，通过控制器实时的对温度计和水位计进行监控，且控制器设有温度阈值和液位阈值，当温度计检测到的温度值大于温度阈值，和/或液位计检测到的温度值小于液位阈值时，控制系统4控制加热器2停止加热，还可以通过显示器实时显示演示装置的状态。控制系统4能够实现演示装置的启动、调节、控制以及异常工况下系统自动断电保护等功能。加热器2内的水受热膨胀，热水密度减小，热水沿着进水管31流向冷却水箱，经冷却水箱进行冷却后变成冷水，冷水密度增加，在重力作用下返回热水器，形成循环。在循环的过程中，水通过密度差引起的压力差克服流动过程中的阻力，使得水可以循环流动。在流动过程中，可以通过温度计和液位计来观察加热器2内的温度和水位，通过控制系统4控制加热器2的加热温度，一般设置的加热温度为60～70℃，避免温度过高造成意外事故。本专利技术不局限于上述实施方式，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本专利技术的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种压水堆核电站非能动余热排出系统的演示装置，其特征在于，包括：冷却装置(1)，所述冷却装置(1)设有进水口和出水口，用于模拟非能冷却水箱；加热器(2)，其设于所述冷却装置(1)的水位高于所述加热器(2)的水位，所述加热器(2)设有进水口和出水口，所述加热器(2)用于模拟反应堆堆芯产生的余热；循环水管(3)，所述循环水管(3)包括进水管(31)和回水管(32)，所述进水管(31)连接所述加热器(2)的出水口和所述冷却装置(1)的进水口，所述回水管(32)连接所述冷却装置(1)的出水口和所述加热器(2)的进水口；控制系统(4)，其与所述加热器(2)信号连接，用于控制所述加热器(2)。
【技术特征摘要】
1.一种压水堆核电站非能动余热排出系统的演示装置，其特征在于，包括：冷却装置(1)，所述冷却装置(1)设有进水口和出水口，用于模拟非能冷却水箱；加热器(2)，其设于所述冷却装置(1)的水位高于所述加热器(2)的水位，所述加热器(2)设有进水口和出水口，所述加热器(2)用于模拟反应堆堆芯产生的余热；循环水管(3)，所述循环水管(3)包括进水管(31)和回水管(32)，所述进水管(31)连接所述加热器(2)的出水口和所述冷却装置(1)的进水口，所述回水管(32)连接所述冷却装置(1)的出水口和所述加热器(2)的进水口；控制系统(4)，其与所述加热器(2)信号连接，用于控制所述加热器(2)。2.如权利要求1所述的压水堆核电站非能动余热排出系统的演示装置，其特征在于：所述回水管(32)靠近所述加热器(2)的进水口的一侧设有电磁阀(7)，所述电磁阀(7)与所述控制系统(4)信号连接。3.如权利要求1所述的压水堆核电站非能动余热排出系统的演示装置，其特征在于：所述回水管(32)上设有流量计。4.如权利要求1所述的压水堆核电站非能动余热排出系统的演示装置，其特征在于：所述回水管(32)上设有透明的流量观察区(5)，所述流量观察区(5)所在位置的回水管(32)的内壁上设有丝带，且所述流量观察区(5)所在位置的回水管(32)的内径大于其他部位所述回水管(3...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵鹏程，杨智越，齐克林，李姝，刘斌，方思聪，张皓，张广福，任永周，
申请(专利权)人：核动力运行研究所，中核武汉核电运行技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42
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