一种用于低温池式核供热堆的科普演示装置及演示方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种用于低温池式核供热堆的科普演示装置及演示方法，属于能源动力行业核能应用演示与科普教育领域。解决现有没有用于低温池式核供热堆的科普可视化及安全特性演示装置问题。它包括低温池式核供热堆本体模型、循环回路、透明板、居民房屋模型和装置台架，低温池式核供热堆本体模型设置在台架下方，循环回路固定在装置台架下表面，透明板放置在装置台架上表面，居民房屋模型放置于透明板上；低温池式核供热堆本体模型用于演示反应堆安全供热，居民房屋模型用于展示供热效果，透明板为观察者展示循环回路的工作。本发明专利技术为民众展示低温池式核供热堆的基本供热原理及其安全特性，消除民众的恐核心理，为未来核能供热的推广提供支撑条件。供热的推广提供支撑条件。供热的推广提供支撑条件。

【技术实现步骤摘要】
一种用于低温池式核供热堆的科普演示装置及演示方法


[0001]本专利技术创造属于能源动力行业核能应用演示与科普教育
，尤其是涉及一种用于低温池式核供热堆的科普演示装置及演示方法。

技术介绍

[0002]核能作为一种清洁高效的能源，目前已经广泛应用于发电领域，取得了良好的经济、环保和生态效益。与此同时，随着我国城镇化水平进程的加快，人们对生活质量要求的日益提高，冬季采暖供需矛盾加剧。尤其是当前我国采暖仍然依靠燃烧煤炭等化石能源为主，资源消耗大、运输成本高、碳减排压力巨大，亟需寻求一种高效清洁替代采暖能源。核能供热因而受到广泛关注，若能够应用于供热领域中，将有效改善我国能源结构并有望解决冬季因燃煤供热而产生的空气污染问题等。
[0003]国内核能研发机构设计了多种核能供热堆型，其中低温池式核供热堆由于固有安全性高、技术成熟、系统简单，具有“零”堆熔、“零”排放、易退役、投资少等显著特点，备受关注。低温池式核供热堆选址靠近居民区，在设计之初就已经充分考虑了安全性，采用燃料芯块，燃料包壳，反应堆冷却压力边界及反应堆堆芯深水池水下布置四道屏障，有效隔离放射性。即使发生最危险情况，深水池中的1800吨水也可以确保20多天堆芯不裸露，实现安全停堆。
[0004]但是由于核能本身的特殊性且低温池式核供热堆临近居民区，加之国内核能供热的科普程度低，主要以网页文字宣传和视频短片形式为主，形式单一、晦涩，民众对于核能供热的原理及其安全性能等并不十分理解，难以消除民众的恐核心理，造成群众对其的接受度普遍较低。因此为了向群众开展更高质量、及时有效的核科普宣传和教育，亟需设计一套专门用于低温池式核供热堆的科普宣传和可视化演示装置，生动直观的向民众展示低温池式核供热堆基本工作原理及其安全特性，更好的帮助民众消除顾虑，为未来核能供热应用奠定基础。
[0005]现有的一种用于核电站反应堆安全的科普教具及方法，其对核电站模型使用有色气体，来模拟核电站发生事故时放射性物质的扩散过程，将核电站三道安全屏障所发挥的作用，直观、生动地展示在大众面前。但是，所述专利技术专利针对的是常规壳式核电站，其反应堆结构及安全屏障设置与池式低温核供热堆有明显差别，同时，该科普装置无法演示池式低温核供热堆完整工作原理及其非能动安全手段。
[0006]又有一种核电站非能动冷却系统演示装置，包括安装基座，控制单元，以及通过循环管路相互连通的加热单元、冷却水箱和演示单元。所述
技术实现思路
主要也是针对大型先进壳式压水反应堆非能动冷却系统进行原理演示，而非整体建模，由于池式低温核供热堆基本机构和安全系统设置与大型先进壳式压水反应堆相比有较大差异，因此该装置无法用于池式低温核供热堆基本供热原理以及其安全特性的可视化演示和科普宣传。
[0007]再有一种压水堆核电站非能动余热排出系统的演示装置，所述装置包括加热器、冷却装置、循环水管和控制系统。所述专利技术仅仅是针对压水堆核电站非能动余热排出系统
开展原理性演示，没有对特定的堆芯进行建模，从而无法详细演示某型号核反应堆工作原理和安全系统设置。由于池式低温核供热堆的特殊性和差异性，该专利技术同样无法用于其基本供热原理以及其安全特性的可视化演示和科普宣传。

技术实现思路

[0008]有鉴于此，本专利技术创造旨在提出一种用于低温池式核供热堆的科普演示装置，以解决现有没有用于低温池式核供热堆的科普可视化及安全特性演示装置的问题。
[0009]为达到上述目的，本专利技术创造的技术方案是这样实现的：
[0010]一种用于低温池式核供热堆的科普演示装置，包括低温池式核供热堆本体模型1、循环回路2、透明板3、居民房屋模型4和装置台架5，低温池式核供热堆本体模型1设置在装置台架5的下方，循环回路2固定在装置台架5的下表面，透明板3铺设在装置台架5的上表面，居民房屋模型4放置于透明板3上；
[0011]低温池式核供热堆本体模型1包括透明外壳1
‑
5、堆芯加热段1
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4、上升筒1
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3、顶盖1
‑
2和自然循环瓣阀1
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1，堆芯加热段1
‑
4和上升筒1
‑
3均同轴设置在外壳1
‑
5内且上下布置，堆芯加热段1
‑
4的底端固定在透明外壳1
‑
5底部，堆芯加热段1
‑
4的上端与上升筒1
‑
3的底端连接，透明外壳1
‑
5内壁与上升筒1
‑
3外壁和堆芯加热段1
‑
4外壁之间形成堆水池1
‑
6，堆芯加热段1
‑
4的底部设有若干连通堆水池1
‑
6和堆芯加热段1
‑
4内部的进水口，在堆芯加热段1
‑
4内设有若干加热棒1
‑
7，在堆水池1
‑
6和堆芯加热段1
‑
4内充满水，在透明外壳1
‑
5的顶端安装顶盖1
‑
2，在上升筒1
‑
3的下部靠近堆芯加热段1
‑
4处安装自然循环瓣阀1
‑
1；
[0012]在循环回路2内充满水，所述循环回路2包括一回路回水管道2
‑
2、一回路出水管道2
‑
3、射流管道2
‑
1、一回路水泵2
‑
7、一回路换热器2
‑
8、二回路水泵2
‑
4、二回路管道2
‑
5、二回路换热器2
‑
6、三回路水泵2
‑
9和供热管道2
‑
10，所述一回路出水管道2
‑
3一端与上升筒1
‑
3的内壁连通，另一端与一回路换热器2
‑
8的热端进口连通，一回路换热器2
‑
8的热端出口与一回路回水管道2
‑
2的一端连通，一回路回水管道2
‑
2的另一端与外壳1
‑
5的上部连通，一回路水泵2
‑
7设置在一回路回水管道2
‑
2上，在一回路回水管道2
‑
2上连通射流管道2
‑
1，射流管道2
‑
1的出水口朝向自然循环瓣阀1
‑
1，射流管道2
‑
1射流时使自然循环瓣阀1
‑
1关闭，一回路换热器2
‑
8的冷端入口通过管道与二回路换热器2
‑
6的热端出口连通，一回路换热器2
‑
8的冷端出口与二回路换热器2
‑
6的热端入口通二回路管道2
‑
5连通，在二回路管道2
‑
5上设置二回路水泵2
‑
4，二回路换热器2...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于低温池式核供热堆的科普演示装置，其特征在于：包括低温池式核供热堆本体模型(1)、循环回路(2)、透明板(3)、居民房屋模型(4)和装置台架(5)，低温池式核供热堆本体模型(1)设置在装置台架(5)的下方，循环回路(2)固定在装置台架(5)的下表面，透明板(3)铺设在装置台架(5)的上表面，居民房屋模型(4)放置于透明板(3)上；低温池式核供热堆本体模型(1)包括透明外壳(1
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5)、堆芯加热段(1
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4)、上升筒(1
‑
3)、顶盖(1
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2)和自然循环瓣阀(1
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1)，堆芯加热段(1
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4)和上升筒(1
‑
3)均同轴设置在外壳(1
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5)内且上下布置，堆芯加热段(1
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4)的底端固定在透明外壳(1
‑
5)底部，堆芯加热段(1
‑
4)的上端与上升筒(1
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3)的底端连接，透明外壳(1
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5)内壁与上升筒(1
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3)外壁和堆芯加热段(1
‑
4)外壁之间形成堆水池(1
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6)，堆芯加热段(1
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4)的底部设有若干连通堆水池(1
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6)和堆芯加热段(1
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4)内部的进水口，在堆芯加热段(1
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4)内设有若干加热棒(1
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7)，在堆水池(1
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6)和堆芯加热段(1
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4)内充满水，在透明外壳(1
‑
5)的顶端安装顶盖(1
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2)，在上升筒(1
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3)的下部靠近堆芯加热段(1
‑
4)处安装自然循环瓣阀(1
‑
1)；在循环回路(2)内充满水，所述循环回路(2)包括一回路回水管道(2
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2)、一回路出水管道(2
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3)、射流管道(2
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1)、一回路水泵(2
‑
7)、一回路换热器(2
‑
8)、二回路水泵(2
‑
4)、二回路管道(2
‑
5)、二回路换热器(2
‑
6)、三回路水泵(2
‑
9)和供热管道(2
‑
10)，所述一回路出水管道(2
‑
3)一端与上升筒(1
‑
3)的内壁连通，另一端与一回路换热器(2
‑
8)的热端进口连通，一回路换热器(2
‑
8)的热端出口与一回路回水管道(2
‑
2)的一端连通，一回路回水管道(2
‑
2)的另一端与外壳(1
‑
5)的上部连通，一回路水泵(2
‑
7)设置在一回路回水管道(2
‑
2)上，在一回路回水管道(2
‑
2)上连通射流管道(2
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1)，射流管道(2
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1)的出水口朝向自然循环瓣阀(1
‑
1)，射流管道(2
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1)射流时使自然循环瓣阀(1
‑
1)关闭，一回路换热器(2
‑
8)的冷端入口通过管道与二回路换热器(2
‑
6)的热端出口连通，一回路换热器(2
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8)的冷端出口与二回路换热器(2
‑
6)的热端入口通二回路管道(2
‑
5)连通，在二回路管道(...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙汝雷，王福鹏，诸葛运恒，王默涵，丰收，田瑞峰，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：