反应堆模拟实验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开一种反应堆模拟实验装置，包括实验模拟体、加药系统以及电导率测量系统；其中，实验模拟体包括依次设置的入口承压水箱、加药直管段、入口直管段、上腔室模拟体以及连接于上腔室模拟体的热管段，加药直管段设有多个加药直管，加药系统包括多路可独立控制流量及通断的加药单元，各加药单元分别连接至各加药直管；电导率测量系统包括安装于加药直管段的入口电导探针及安装于热管段的出口电导探针。该反应堆模拟实验装置能够在常温常压条件下进行反应堆堆芯出口管热分层现象研究，采用独立、可调节的加药单元，使得还可以开展反应堆上腔室交混特性研究，并且整个实验模拟体的结构简单、布局紧凑、仪表安装方便。

【技术实现步骤摘要】
反应堆模拟实验装置
本技术涉及核电站反应堆实验领域，尤其涉及一种用于对反应堆上腔室交混特性及热管段出口热分层特性进行模拟研究的实验装置。
技术介绍
反应堆内流场的模拟、分析为堆芯安全设计、安全性分析以及运维等提供重要的理论支撑，而模拟实验装置的设计决定了能否尽可能真实的模拟反应堆内流场的分布。现有的反应堆模拟实验装置都采用了简化设计，例如采用空腔代替上腔室，或者采用锥形筒体或水箱作为入口段。对于前一种设计，其上腔室模型内部不能反映实际堆芯设计的所有细节，致使上腔室交混实验研究过程中，其内部构件的影响被忽略，实验流体流经上腔室空腔进行简单混合后直接从热管段的热管段嘴流出，这种结构不能严格模拟反应堆原型中导向筒及支撑柱布置密集的上腔室内的流场及其交混特性，对上腔室的流场和交混实验结果具有较大影响。对于后一种设计，实验流体直接通过锥形筒体进入上腔室，流经结构复杂的上腔室区域后从热管段嘴流出，这种结构不能严格模拟反应堆原型中上腔室入口的流场，导致上腔室入口流量的不均匀性，也对上腔室的流场和交混实验结果都具有较大影响。另外，现有的模拟实验装置还具有以下不足：一、交混实验中所需的大量加药管同时置于下腔室中并接入堆芯组件入口或上腔室对应入口，大大增加了实验本体的设计和安装难度；二、上腔室前端无整流段，导致加药流体进入上腔室时浓度不均匀性更大，无法通过示踪法准确获得上腔室的流场分布及交混特性；三、热管段热分层现象测量时需要对所有堆芯组件通道进行分布式加药，但现有系统单次实验只能对堆芯单盒组件通道进行加药，无法对堆芯矩阵进行分布式加药以模拟堆芯温度分布情况，热管段出口温度分层现象只能通过交混因子进行推算，大大增加了热分层实验结果的不确定性。因此，有必要提供一种能够对上腔室交混特性及热管段出口热分层特性进行准确模拟和研究的模拟实验装置，以解决上述问题。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种能够对上腔室交混特性及热管段出口热分层特性进行准确模拟和研究的反应堆模拟实验装置。为实现上述目的，本技术的技术方案为：提供一种反应堆模拟实验装置，其包括实验模拟体、加药系统以及电导率测量系统；其中，实验模拟体包括依次设置的入口承压水箱、加药直管段、入口直管段以及上腔室模拟体，所述上腔室模拟体连接有热管段，且所述加药直管段设有多个分别连通所述入口承压水箱、所述入口直管段的加药直管；加药系统包括多路可独立控制流量及通断的加药单元，各所述加药单元分别连接至各所述加药直管；电导率测量系统包括安装于所述加药直管段的入口电导探针及安装于所述热管段的出口电导探针。较佳地，每一所述加药直管均包括沿流体流动方向依次设置的加药接口、节流孔板及第一安装座，所述节流孔板设于所述加药直管的内部，所述加药接口、电导探针分别凸设于加药直管的外侧，所述加药接口用于连接所述加药单元，所述第一安装座用于安装所述入口电导探针；通过在加药直管的上、中、下游依次设置加药接口、节流孔板、第一安装座，既满足了狭小空间结构内仪表安装要求和旁流加药混合需求，又满足了各入口流道结构、流量分配及阻力系数的一致性要求。较佳地，所述加药接口与所述节流孔板之间的间距大于等于五倍所述加药直管的管径，所述节流孔板与所述第一安装座之间的间距大于等于十倍所述加药直管的管径，这样，保证了加药流体的充分混合，又实现对堆芯各组件通道内盐溶液混合浓度的精确调节，还可实现对上腔室入口流量分配的监测。较佳地，每一所述加药直管的两端分别插接于所述入口承压水箱、所述入口直管段并与之密封连接。较佳地，每一所述加药直管的两端分别设有第一法兰及第二法兰，所述第一法兰、所述第二法兰内分别嵌设有密封件，所述加药直管的两端分别插接于所述入口承压水箱、所述入口直管段后，所述第一法兰、所述第二法兰分别抵接于所述入口承压水箱、所述入口直管段并挤压所述密封件；本技术所采用的上下平板夹紧密封件的快速插接式加药直管结构，安装过程简单、入口电导探针和加药单元的出线方便、密封性能良好，该结构可在回路带压运行中实现自紧密封，并且不需要设置压力容器筒体。较佳地，所述入口承压水箱的顶部盖设有一上盖板，所述上盖板开设有多个通孔，各所述加药直管分别对应插接于各所述通孔内并与所述上盖板密封连接。较佳地，各所述加药单元均包括连接管及依次安装于所述连接管上的电磁流量计、调节阀及截止阀，所述连接管的一端连接所述加药直管，通过调节阀、截止阀分别实现流量调节及通断控制，使各加药单元可实现对任一组件的单独加药，以获得各组件的交混特性。较佳地，所述加药系统还包括一缓冲罐，所述缓冲罐与各所述加药单元的所述连接管相连。较佳地，所述电磁流量计与所述缓冲罐、所述调节阀之间的长度均大于十倍所述电磁流量计的圆管流道内径，保证流量计测量数据的准确性。较佳地，所述加药系统还包括柱塞泵，所述缓冲罐通过所述柱塞泵连接至加药水箱。较佳地，所述入口直管段的长度为其流通通道直径的十倍，以保证加药混合流体在进入上腔室前已充分混合。较佳地，所述入口直管段包括相连接的压力容器本体及堆芯上板，所述压力容器本体上设有与所述加药直管的数量相对应的入口直管。较佳地，所述热管段的不同位置分别凸设有第二安装座，各所述出口电导探针分别安装于各所述第二安装座内，以测量热管段截面内不同位置处的混合流体电导率，以获得反应堆冷却剂在出口热管段内流动的浓度分层特征。较佳地，所述上腔室模拟体包括上腔室以及设于所述上腔室内的多组导向筒组件、支撑柱组件，所述热管段安装于所述上腔室。与现有技术相比，由于本技术的反应堆模拟实验装置，首先，通过入口直管段的设置保证上腔室入口流场稳定；其次，其加药直管段设有多个分别连通入口承压水箱、入口直管段的加药直管，采用上下直通式加药直管替代实验装置的堆芯组件，保证了各通道几何结构相似，既满足了狭小空间结构内仪表安装要求和旁流加药混合需求，又满足了各入口流道结构、流量分配及阻力系数的一致性要求，使整个实验模拟体的设计具有结构简单、布局紧凑、仪表安装方便等特点；再者，通过独立可控的多路加药单元，实现堆芯全组件的分布式加药，不仅可以满足热管段出口热分层现象的研究，还可以开展反应堆单一组件及区域组件的上腔室交混特性的实验研究；最后，利用本反应堆模拟实验装置，可以利用质量传递过程模拟热量传递过程，使得实验能够在常温常压条件下开展，不仅有效降低了实验测量系统及仪表的设计难度，同时极大的降低了模拟体强度要求、密封技术要求及实验成本，增加了模拟实验装置的系统可靠性。附图说明图1是本技术反应堆模拟实验装置之实验模拟体的结构示意图。图2是图1中A部分的放大示意图。图3是图1中B部分的放大示意图。图4是图1中热管段的部分放大示意图。图5是图1中加药直管的结构示意图。图6是本技术中加药系统的结构示意图。图7是本技术中电导率测量系统的结构框图。具体实施方式现在参考附图描述本技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种反应堆模拟实验装置，其特征在于，包括：/n实验模拟体，其包括依次设置的入口承压水箱、加药直管段、入口直管段以及上腔室模拟体，所述上腔室模拟体连接有热管段，其中，所述加药直管段设有多个分别连通所述入口承压水箱、所述入口直管段的加药直管；/n加药系统，其包括多路可独立控制流量及通断的加药单元，各所述加药单元分别连接至各所述加药直管；/n电导率测量系统，其包括安装于所述加药直管段的入口电导探针及安装于所述热管段的出口电导探针。/n

【技术特征摘要】
1.一种反应堆模拟实验装置，其特征在于，包括：
实验模拟体，其包括依次设置的入口承压水箱、加药直管段、入口直管段以及上腔室模拟体，所述上腔室模拟体连接有热管段，其中，所述加药直管段设有多个分别连通所述入口承压水箱、所述入口直管段的加药直管；
加药系统，其包括多路可独立控制流量及通断的加药单元，各所述加药单元分别连接至各所述加药直管；
电导率测量系统，其包括安装于所述加药直管段的入口电导探针及安装于所述热管段的出口电导探针。


2.如权利要求1所述的反应堆模拟实验装置，其特征在于，每一所述加药直管均包括沿流体流动方向依次设置的加药接口、节流孔板及第一安装座，所述节流孔板设于所述加药直管的内部，所述加药接口、所述电导探针分别凸设于所述加药直管的外侧，所述加药接口用于连接所述加药单元，所述第一安装座用于安装所述入口电导探针。


3.如权利要求2所述的反应堆模拟实验装置，其特征在于，所述加药接口与所述节流孔板之间的间距大于等于五倍所述加药直管的管径，所述节流孔板与所述第一安装座之间的间距大于等于十倍所述加药直管的管径。


4.如权利要求1所述的反应堆模拟实验装置，其特征在于，每一所述加药直管的两端分别插接于所述入口承压水箱、所述入口直管段并与之密封连接。


5.如权利要求4所述的反应堆模拟实验装置，其特征在于，每一所述加药直管的两端分别设有第一法兰及第二法兰，所述第一法兰、所述第二法兰内分别嵌设有密封件，所述加药直管的两端分别插接于所述入口承压水箱、所述入口直管段后，所述第一法兰、所述第二法兰分别抵接于所述入口承压水箱、所述入口直管段并挤压所述密封件。


6.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜兵，邢军，王龙，童刚，谢翀，卢冬华，吴小航，
申请(专利权)人：中广核研究院有限公司，中广核研究院有限公司龙岗分公司，中国广核集团有限公司，中国广核电力股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44