[发明专利]一种控制反应堆一回路模拟试验装置热边界的装置及方法

权利要求书

1.一种控制反应堆一回路模拟试验装置热边界的装置，其特征在于：包括反应堆模拟体(3)、堆芯模拟体(4)，反应堆模拟体(3)上设有压力测量装置(9)，反应堆模拟体(3)的进口端分别设有反应堆进口温度测量装置(7)和流量测量装置(6)，反应堆模拟体(3)的出口端设有反应堆出口温度测量装置(8)；还包括蒸汽发生器(5)，蒸汽发生器(5)的进口端设有蒸汽发生器入口温度测量装置(10)，蒸汽发生器(5)与反应堆模拟体(3)之间通过管道(1)连接，所述蒸汽发生器(5)的出口端与反应堆模拟体(3)的进口端之间设有主循环泵(2)，在主循环泵(2)、蒸汽发生器(5)的进出口腔室、管道(1)的外表面均匀布置有缠绕式电加热系统，所述缠绕式电加热系统包括缠绕在管道壁(1-3)的电加热丝(1-4)，电加热丝(1-4)的表面覆盖有保温棉(1-1)，电加热丝(1-4)与管道壁(1-3)之间设有云母带(1-2)，电加热丝(1-4)的两端与直流电源连接；

调节缠绕式电加热系统的直流电源电压，改变电加热丝(1-4)输入的热补偿功率，使反应堆模拟体(3)出口温度与蒸汽发生器(5)入口温度、反应堆模拟体(3)入口温度与蒸汽发生器(5)出口温度均相等或差值均小于等于1℃；

通过反应堆进口温度测量装置(7)、反应堆出口温度测量装置(8)、压力测量装置(9)、流量测量装置分别获得反应堆模拟体的进出口温度、系统压力、流量数据，计算流体在反应堆模拟体(3)中加热功率，调节堆芯模拟体(4)的电功率，使计算获得的反应堆模拟体(3)的电加热功率与该工况下堆芯模拟体(4)要达到的电功率相等或相对误差小于等于2％。

2.根据权利要求1所述的一种控制反应堆一回路模拟实验装置热边界的装置，其特征在于：所述蒸汽发生器(5)的出口端设有蒸汽发生器出口温度测量装置(11)。

3.根据权利要求1或2所述的一种控制反应堆一回路模拟实验装置热边界的装置，其特征在于：所述流量测量装置(6)为文丘里流量计。

4.一种如权利要求1所述控制反应堆一回路模拟试验装置热边界装置的操作方法，包括以下操作步骤，

通过提高堆芯模拟体(4)电功率来消除反应堆模拟体(3)散热损失的带来影响，采用如下方法调节堆芯模拟体(4)电功率：

步骤1)通过反应堆进口温度测量装置(7)、反应堆出口温度测量装置(8)、压力测量装置(9)、流量测量装置(6)分别获得反应堆模拟体(3)的进出口温度、系统压力、流量数据；

步骤2)计算流体在反应堆模拟体中加热功率Q_实，加热功率计算方法为：

Q_实＝C_pW(T_out-T_in)

其中，C_p为流体定压比热容，可由系统压力及流体温度求得；W为流量；T_in和T_out分别为反应堆模拟体进口温度和出口温度；

步骤3)调节堆芯模拟体(4)的电功率，使步骤2)计算获得的反应堆模拟体的电加热功率与该工况下堆芯模拟体(4)要达到的电功率相等或相对误差小于等于2％；

通过调节缠绕式电加热系统的输出功率，使非发热部件的热损失得到补偿，其具体步骤如下：

步骤4)测量反应堆模拟体(3)的出口温度、蒸汽发生器(5)的入口温度；

步骤5)调节缠绕式电加热系统的直流电源电压，改变电加热丝(1-4)输入的热补偿功率，使反应堆模拟体出口温度与蒸汽发生器入口温度、反应堆模拟体进口温度与蒸汽发生器的出口温度均相等或差值均小于等于1℃。