本发明专利技术属于反应堆模拟实验技术领域，具体涉及一种用于钠冷池式快堆自然循环实验的实验模型。包括由上至下依次连接的上封头、上筒体、下筒体和下封头密封构成的圆筒形的外壳，上封头和上筒体构成热池，下筒体和下封头构成冷池，位于外壳中心位置的模拟堆芯、位于模拟堆芯上方的中心测量柱模拟件和位于模拟堆芯下方的大栅板联箱模拟件，还包括设置在热池内的DR类热交换器模拟件，设置在冷池内的DL类热交换器模拟件，贯穿设置在热池和冷池之间的M类热交换器模拟件；冷池内的工质能够通过外置的循环泵提供动力依次进入大栅板联箱模拟件、模拟堆芯进入热池，然后从M类热交换器模拟件换热后重新返回冷池。换热后重新返回冷池。换热后重新返回冷池。
【技术实现步骤摘要】
一种用于钠冷池式快堆自然循环实验的实验模型
[0001]本专利技术属于反应堆模拟实验
，具体涉及一种用于钠冷池式快堆自然循环实验的实验模型。
技术介绍
[0002]钠冷池式快堆发生事故后，一回路系统冷却剂能否建立起自然循环以及自然循环能力是否可以带走堆芯产生的衰变热，是反应堆设计中需要重点考虑的问题之一。事故余热排除系统热工水力现象复杂。同时，需要探求钠冷池式快堆全厂断电和蒸汽发生器失去给水事故工况下非能动余热排除系统的运行特性，评价设计和分析程序模型，验证钠冷池式快堆非能动余热排出系统设计有效性和合理性，为钠冷池式快堆设计和安全分析提供依据。通过自然循环实验，研究并验证反应堆事故工况下一回路系统依靠冷却剂自然循环排出堆芯余热的能力，全面掌握余热排出工况下，钠池内的流动及温度分布情况，解决反应堆事故余热排出系统设计和分析中的不确定性问题等。采用事故余热排出系统安全分析时，存在不确定性，所以需要开展用于事故余热排出系统设计验证的一回路自然循环能力试验研究。
[0003]对于实验介质，钠冷池式快堆冷却介质为液态钠，钠具备非常活泼化学性质，使模型加工难度增大，实验中测试技术复杂，测量仪表价格昂贵，钠实验运行操作复杂，安全风险较大，实验成本较高。对于实验模型比例，实验模型越大，实验模型造价越高，且随着比例增大，造价呈指数级增长。如果实验模型很小，将会造成实验模型加工和实验测量造成极大困难。因此实验模型比例需要考虑性价比和难度等几方面。在选取实验模型比例后，需要对实验模型中的部件进行重新设计。
[0004]目前尚没有满足上述问题的文献。仅有的几篇文献和资料里不能够模拟实际反应堆内组件与组件的相互作用，无法完成一回路自然循环能力验证实验的内容。
技术实现思路
[0005]针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种用于钠冷池式快堆自然循环实验的实验模型，能够实现比较真实的模拟反应堆一回路系统的情况，保证实验测量结果的准确可靠。
[0006]为达到以上目的，本专利技术采用的技术方案是一种用于钠冷池式快堆自然循环实验的实验模型，其中，包括由上至下依次连接的上封头、上筒体、下筒体和下封头密封构成的圆筒形的外壳，所述上封头和所述上筒体构成热池，所述下筒体和所述下封头构成冷池，位于所述外壳中心位置的模拟堆芯、位于所述模拟堆芯上方的中心测量柱模拟件和位于所述模拟堆芯下方的大栅板联箱模拟件，还包括设置在所述热池内的DR类热交换器模拟件，设置在所述冷池内的DL类热交换器模拟件，贯穿设置在所述热池和所述冷池之间的M类热交换器模拟件；所述冷池内的工质能够通过外置的循环泵提供动力依次进入所述大栅板联箱模拟件、所述模拟堆芯进入所述热池，然后从所述M类热交换器模拟件换热后重新返回所述冷池；所述M类热交换器模拟件用于模拟反应堆正常运行工况的中间热交换器的热量排出，
所述DR类热交换器模拟件用于模拟反应堆事故工况下布置在所述热池内的事故余热交换器的热量排出，所述DL类热交换器模拟件用于模拟反应堆事故工况下布置在所述冷池内的事故余热交换器的热量排出。
[0007]进一步，所述上筒体和所述下筒体之间设有分隔板，所述DL类热交换器模拟件设置在分隔筒内，所述分隔筒的底端与所述分隔板连通，所述分隔筒的顶端位于所述热池内；所述大栅板联箱模拟件的顶板和所述分隔板和所述分隔筒共同构成所述冷热和所述热池之间的分隔边界。
[0008]进一步，所述模拟堆芯由若干根电加热元件组成，加热总功率约1000kW，模拟实际反应堆堆芯的发热，从所述大栅板联箱模拟件来的工质进入所述模拟堆芯后，受到所述电加热元件加热升温。
[0009]进一步，还包括环绕设置在所述中心测量柱模拟件和所述模拟堆芯外围的屏蔽模拟件，所述屏蔽模拟件包括由上至下依次同轴设置的环形的上屏蔽模拟件、中屏蔽模拟件和下屏蔽模拟件；从所述模拟堆芯的出口出来的工质穿过所述上屏蔽柱模拟件的间隙空间到达所述M类热交换器的入口；
[0010]所述上屏蔽模拟件、所述中屏蔽模拟件和所述下屏蔽模拟件分别由若干根屏蔽柱构成，所述屏蔽柱垂直于所述模拟堆芯的上表面，任意三个彼此相邻的所述屏蔽柱呈三角形排列；
[0011]还包括位于所述下屏蔽模拟件和所述模拟堆芯之间的径向屏蔽模拟件。
[0012]进一步，
[0013]还包括设置在所述热池内的主泵模拟件，所述主泵模拟件的底部设置在所述分隔板上，所述主泵模拟件的底部设有吸入口模拟孔和贯穿至所述冷池内的主管道模拟件出口管，位于所述主泵模拟件内部的所述主管道模拟件出口管的顶端设有叶轮标高模拟件；所述大栅板联箱模拟件的底部设有主管道模拟件入口管，所述冷池内的工质通过所述主管道模拟件出口管进入所述主泵模拟件，由所述主泵模拟件经所述主管道模拟件入口管进入所述大栅板联箱模拟件；
[0014]所述冷池的工质通过所述吸入口模拟孔从是所述冷池进入主泵模拟件，经过所述叶轮标高模拟件进入所述主管道模拟件出口管，并在外置循环泵的作用下进入到所述主管道模拟件入口管。
[0015]进一步，在所述主泵模拟件周向外围，有三层筒体，分隔成两个冷却剂通道，内侧为上行通道，外侧为下行通道；所述冷池的工质通过所述上行通道下部的开孔进入到所述上行通道，经过所述上行通道上部的开孔进入到外侧的所述下行通道，回到所述冷池；所述上行通道和所述下行通道用于模拟实际反应堆中泵支承冷却系统，带走所述热池传导过来的热量，降低主泵温度。
[0016]进一步，所述大栅板联箱模拟件与所述模拟堆芯连接，来自所述主管道模拟件入口管的工质进入到所述大栅板联箱模拟件汇集后，再分配给上方的所述模拟堆芯的各个模拟组件。
[0017]进一步，所述中心测量柱模拟件悬挂在所述上封头下方，所述中心测量柱模拟件内部设置若干管道作为实验模型内部温度测点的引线通道。
[0018]进一步，所述M类热交换器模拟件、所述DR类热交换器模拟件和所述DL类热交换器
模拟件采用直管管束来代替实际螺旋管束的形式，在满足换热能力的同时，模拟反应堆相应部件的阻力。
[0019]进一步，所述M类热交换器模拟件数量为4台；所述DR类热交换器模拟件数量为2台；所述DL类热交换器模拟件数量为2台；所述主泵模拟件数量为2台。
[0020]本专利技术的有益效果在于：
[0021]1.在实际反应堆内，堆芯产生的热量依靠浸泡在堆池内的主泵强迫循环流量来带走。事故停堆工况下，主泵惰转直至停止；在实验模型中依靠外置的循环泵来产生流量，替代浸泡在冷池内的主泵实现功能，大大降低实验成本以及设备研发难度。
[0022]2.模型中利用上行通道29下部的开孔和上部的开孔(直径为30mm)来模拟实际反应堆泵支承冷却系统的阻力，大大简化结构。
[0023]3.大栅板联箱模拟件12同时兼具小栅板联箱管脚的功能，能够模拟小栅板联箱管脚的阻力，从而合理简化了小栅板联箱结构，降低实验成本以及设备研发难度。
[0024]4.实验模型越大，实验模型造价越高，且随着比例增大，造价呈指数级增长，因此缩小比例降本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于钠冷池式快堆自然循环实验的实验模型，其特征是：包括由上至下依次连接的上封头(1)、上筒体(3)、下筒体(4)和下封头(2)密封构成的圆筒形的外壳(5)，所述上封头(1)和所述上筒体(3)构成热池，所述下筒体(4)和所述下封头(2)构成冷池，位于所述外壳(5)中心位置的模拟堆芯(13)、位于所述模拟堆芯(13)上方的中心测量柱模拟件(17)和位于所述模拟堆芯(13)下方的大栅板联箱模拟件(12)，还包括设置在所述热池内的DR类热交换器模拟件(7)，设置在所述冷池内的DL类热交换器模拟件(8)，贯穿设置在所述热池和所述冷池之间的M类热交换器模拟件(6)；所述冷池内的工质能够通过外置的循环泵提供动力依次进入所述大栅板联箱模拟件(12)、所述模拟堆芯(13)进入所述热池，然后从所述M类热交换器模拟件(6)换热后重新返回所述冷池；所述M类热交换器模拟件(6)用于模拟反应堆正常运行工况的中间热交换器的热量排出，所述DR类热交换器模拟件(7)用于模拟反应堆事故工况下布置在所述热池内的事故余热交换器的热量排出，所述DL类热交换器模拟件(8)用于模拟反应堆事故工况下布置在所述冷池内的事故余热交换器的热量排出。2.如权利要求1所述的一种用于钠冷池式快堆自然循环实验的实验模型，其特征是：所述上筒体(3)和所述下筒体(4)之间设有分隔板(14)，所述DL类热交换器模拟件(8)设置在分隔筒(16)内，所述分隔筒(16)的底端与所述分隔板(14)连通，所述分隔筒(16)的顶端位于所述热池内；所述大栅板联箱模拟件(12)的顶板和所述分隔板(14)和所述分隔筒(16)共同构成所述冷热和所述热池之间的分隔边界。3.如权利要求2所述的一种用于钠冷池式快堆自然循环实验的实验模型，其特征是：所述模拟堆芯(13)由若干根电加热元件组成，模拟实际反应堆堆芯的发热，从所述大栅板联箱模拟件(12)来的工质进入所述模拟堆芯(13)后，受到所述电加热元件加热升温。4.如权利要求3所述的一种用于钠冷池式快堆自然循环实验的实验模型，其特征是：还包括环绕设置在所述中心测量柱模拟件(17)和所述模拟堆芯(13)外围的屏蔽模拟件，所述屏蔽模拟件包括由上至下依次同轴设置的环形的上屏蔽模拟件(9)、中屏蔽模拟件(10)和下屏蔽模拟件(11)；从所述模拟堆芯(13)的出口出来的工质穿过所述上屏蔽柱模拟件(9)的间隙空间到达所述M类热交换器的入口；所述上屏蔽模拟件(9)、所述中屏蔽模拟件(10)和所述下屏蔽模拟件(11)分别由若干根屏蔽柱(31)构成，所述屏蔽柱(31)垂直于所述模拟堆芯(13)的上表面，任意三个彼此相邻的所述屏蔽柱(31)呈三角形排列；还包括位于所述下屏蔽模拟件(11)和所述模拟堆芯(13)之间的径向...
【专利技术属性】
技术研发人员：程道喜，陈东，张学锋，杜开文，齐晓光，翟伟明，周平，周志伟，
申请(专利权)人：中国原子能科学研究院，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。