[发明专利]大型先进反应堆压力容器外部冷却全高度综合试验平台

说明书

技术领域

本发明涉及反应堆压力容器外部冷却全高度试验平台，具体地，涉及一种大型先进反应堆压力容器外部冷却全高度综合试验平台。

背景技术

作为严重事故管理的重要措施之一，堆内熔融物滞留(IVR)通过对反应堆采取压力容器(RPV)外部冷却措施(ERVC)，将熔融物热量排出，使熔融物滞留于RPV内。

国际上典型的研究IVR-ERVC的试验台架主要有ULPU系列试验台架和SBLB台架。其中，ULPU系列台架(I、II、III)主要针对AP600几何结构和总体设计参数，IV、V主要针对AP1000设计。SBLB台架对原型压力容器尺寸进行三维缩比设计，进而模拟严重事故下的压力容器外部冷却极限。此外，国内也有进行缩比后的压力容器下封头外部冷却试验装置。

有研究表明，随着压力容器下封头半径的增加，意味着上游加热长度的增加，会使CHF(临界热流密度)发生处的含气率增加，使该位置更容易发生沸腾临界现象。

由于ERVC压力容器(RPV)下封头外壁临界热通量分布机理与规律的特异性，由于流道流动特性研究对原型与模型之间模化设计的有较细致的要求，所以试验装置与原型反应堆RPV几何参数、注水高度，以及相关工况等之间有密切对应关系；而且已有分析与试验研究表明，RPV外壁朝下曲面上的沸腾传热与临界热通量机理十分复杂，CHF分布既与熔池热流分布有关，也跟RPV下封头外径、壁厚等参数相关强烈。而工程验证试验必须得到可靠的能够直接应用与实堆外壁临界热通量的量化数据与规律，而非仅仅定性结论或趋势性结果。

我国大型先进压水堆CAP1400也考虑采取非能动IVR-ERVC这一严重事故缓解方案，由于CAP1400功率相比AP1000有明显提升，并且壁面热负荷不均匀导致严重事故下的RPV内局部热负荷增加，从而对ERVC能力提出了较大挑战。为此，迫切需要一个可以更加精确的模拟CAP1400设计特征、堆芯及压力容器(RPV)参数与严重事故工况条件的全高度综合试验平台。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种大型先进反应堆压力容器外部冷却全高度综合试验平台。

本发明提供的大型先进反应堆压力容器外部冷却全高度综合试验平台，包括主装置回路系统、冷凝与冷却系统、供水与预热系统、水化学调节系统以及压力控制系统；

所述冷凝与冷却系统，用于为主装置回路系统的上水箱中一次流体进行温度控制和调节，为上水箱中试验用水提供循环冷却；

所述供水与预热系统，用于向主装置回路系统提供试验用水并进行试验用水的初始预热并保温；

水化学调节系统的连接连通所述主装置回路系统的下水箱，用于控制不同试验中水化学溶液的溶质与浓度；

所述压力控制系统，用于控制上水箱的压力。

优选地，所述主装置回路系统包括下水箱、试验本体、上升管、上水箱、下降水管、入口水室以及入口水管；

所述上水箱一方面通过上升水管连通所述下水箱，另一方面通过下降水箱连通所述入口水室；

所述入口水室连通所述下水箱；所述上水箱上设置有第一液位计；所述下降水箱上设置有第二液位计；

所述下水箱的上侧弧形面上设置有试验本体。

优选地，所述冷凝与冷却系统包括冷却回路、循环泵以及板式换热器；

其中，所述冷却回路的一端连通所述上水箱，另一端连通所述循环泵的进水口；所述循环泵的出水口一方面连通所述上水箱，另一方面通过板式换热器连通所述上水箱。

优选地，所述压力控制系统包括压缩空气分系统、冷凝箱分系统以及喷雾分系统；

所述压缩空气分系统中气源一方面用于向上水箱气提供压力控制，用于在1～5.07bar的安全壳大气压力范围内控制上水箱处压力；一方面供给回路清洗系统；所述上水箱顶部设置排放阀，用于提供排气与超压保护；

冷凝箱分系统，用于上水箱内的冷凝，同时也控制上水箱中压力；

所述喷雾分系统连通上水箱的喷头。

优选地，所述供水与预热系统包括第一保温水箱、第一热水锅炉、第二热水锅炉、第二保温水箱；

所述第一热水锅炉连通所述第一保温水箱；所述第二热水锅炉连通所述第二保温水箱；所述第一保温水箱、所述第二保温水箱连通所述下水箱

所述第一保温水箱连通自来水水源；所述第二保温水箱连通造水系统；

第一保温水箱和第二保温水箱的出水口设有温度测点。