[发明专利]反应堆热工水力模拟试验装置及流体动力学特性模拟方法

权利要求书

1.反应堆热工水力模拟试验装置，其特征在于，包括反应堆模拟体（1）、蒸汽发生器模拟体（3）及主循环泵（6），所述蒸汽发生器模拟体（3）入口和出口分别通过管道与反应堆模拟体（1）出口、主循环泵（6）入口接通，所述主循环泵（6）出口通过管道与反应堆模拟体（1）入口接通；所述蒸汽发生器模拟体（3）入口与反应堆模拟体（1）出口之间的管道上设有热段阻力调节件（2），所述蒸汽发生器模拟体（3）出口与主循环泵（6）入口之间的管道上设有冷段阻力调节件（4）和止回阀（5），所述止回阀（5）位于冷段阻力调节件（4）与主循环泵（6）之间，所述主循环泵（6）出口与反应堆模拟体（1）入口之间的管道上设有泵路阻力调节件（7）和文丘里流量计（8），所述泵路阻力调节件（7）位于主循环泵（6）与文丘里流量计（8）之间；

还包括热段压差变送器（9）、冷段压差变送器（10）及泵路压差变送器（11），所述热段压差变送器（9）和泵路压差变送器（11）两者正压端均与泵路阻力调节件（7）和文丘里流量计（8）之间的管道接通，热段压差变送器（9）和冷段压差变送器（10）两者负压端均与热段阻力调节件（2）和蒸汽发生器模拟体（3）之间的管道接通，冷段压差变送器（10）正压端和泵路压差变送器（11）负压端均与冷段阻力调节件（4）和止回阀（5）之间的管道接通。

2.根据权利要求1所述的反应堆热工水力模拟试验装置，其特征在于，还包括稳压器（12），所述稳压器（12）与反应堆模拟体（1）的出口接通。

3.根据权利要求1或2所述的反应堆热工水力模拟试验装置，其特征在于，所述热段阻力调节件（2）、冷段阻力调节件（4）及泵路阻力调节件（7）均采用孔板。

4.基于权利要求1～3中任意一项所述的反应堆热工水力模拟试验装置的流体动力学特性模拟方法，其特征在于，包括非泵路流体动力学特性模拟和泵路流体动力学特性模拟；

所述非泵路流体动力学特性模拟包括以下步骤：

步骤A1、根据反应堆一回路的强迫循环基准工况确定热段阻力调节件（2）和冷段阻力调节件（4）两者所需达到的阻力系数值，并调节热段阻力调节件（2）和冷段阻力调节件（4）达到所需的阻力系数值；

步骤A2、启动主循环泵（6），调节流量至基准流量，调节反应堆热工水力模拟试验装置的反应堆模拟体（1）使其温度和压力达到基准值；

步骤A3、采集热段压降、冷段压降，并采用文丘里流量计（8）采集流量，然后根据测试值计算出热段和冷段的阻力系数；

步骤A4、将计算出的热段和冷段的阻力系数与设定的阻力系数目标值对比，若偏差在允许的误差范围内，则流体动力学特性模拟完成，否则，根据偏差的大小调节热段阻力调节件（2）和冷段阻力调节件（4），重复步骤A3～A4，直到阻力系数在允许的误差范围为止；

所述泵路流体动力学特性模拟包括以下步骤：

步骤B1、根据反应堆一回路的自然循环基准工况确定泵路阻力调节件（7）所需达到的阻力系数值，并控制泵路阻力调节件（7）达到所需的阻力系数值；

步骤B2、调节反应堆热工水力模拟试验装置的反应堆模拟体（1）使其压力及平均温度达到基准值；

步骤B3、采集泵路压降，并采用文丘里流量计（8）采集流量，然后根据测试值计算出泵路的阻力系数；

步骤B4、将计算出的泵路的阻力系数与设定的阻力系数目标值对比，若偏差在允许的误差范围内，则泵路的流体动力学特性模拟完成，否则，根据偏差的大小调节泵路阻力调节件（7），重复步骤B3～B4，直到泵路阻力系数在允许的误差范围为止。

5.根据权利要求4所述的流体动力学特性模拟方法，其特征在于，所述步骤A1包括以下步骤：

步骤A1.1、根据反应堆原型一回路运行参数确定强迫循环的基准工况，其中，强迫循环的基准工况包括基准热工参数和反应堆原型非泵路的基准压降；

步骤A1.2、根据基准压降与基准热工参数计算出模拟试验装置冷段和热段所需达到的阻力系数目标值；

步骤A1.3、根据阻力系数目标值与未装阻力调节件前模拟试验装置的阻力系数的差值得到需要通过阻力调节件提供的阻力系数值；

步骤A1.4、调节热段阻力调节件（2）和冷段阻力调节件（4）达到计算出的阻力系数值。

6.根据权利要求5所述的流体动力学特性模拟方法，其特征在于，所述强迫循环的基准工况中基准热工参数包括基准流量、基准温度及基准压力。