[发明专利]大型先进压水堆核电站非能动堆芯冷却系统整体性能试验平台

权利要求书

1.一种ACME试验台架，其特征在于，其包括：

完整模拟原型核电站的回路系统与设备，其包括反应堆堆芯、反应堆压力容器及堆内构件、两台蒸汽发生器、稳压器、四台主泵、四条冷管、两条热管，其中完整模拟原型核电站的四进两出的环路布置；

完整模拟原型核电站非能动堆芯冷却系统的系统与设备，其包括非能动余热排出系统及非能动余热排出换热器、两台堆芯安注箱、两台蓄压安注箱、安全壳内置换料水箱、1-4级自动泄压系统、直接安注管、安全壳内长期冷却再循环管线、安全壳内隔间，其中比例模拟系统与设备的布置与管道走向；

部分模拟反应堆二回路系统及设备，其包括主给水系统、主蒸汽系统、PORV管线，其满足试验功能需求；

部分模拟与反应堆回路相连的系统与设备，其包括化容系统、正常余热排出系统，其支持试验工况的研究。

2.根据权利要求1所述的ACME试验台架，其特征在于，其包括多个试验专用系统以进行试验，所述多个试验专用系统包括用于模拟安全壳内冷凝回路的冷凝回水系统、用于收集高温高压排汽排水的排水收集系统、用于释放大量蒸汽的蒸汽排放系统。

3.根据权利要求1所述的ACME试验台架，其特征在于，其为按照1/3高度比、等压设计的非能动堆芯冷却系统整体性能试验台架。

4.根据权利要求1所述的ACME试验台架，其特征在于，其布置有1300余个测点，涵盖温度\压力\流量\液位\压差\水装量\功率多方面的参数测量，所述ACME试验台架具有5套汽水分离测量系统，用于对破口排放的两相流实施分离测量。

5.根据权利要求1所述的ACME试验台架，其特征在于，其还包括DCS数据采集及控制系统，其由工程师站、操作员站、数据存数器、现场监控器组成，用于试验稳态运行条件的建立及事故条件下的信号触发及逻辑响应，集试验操控、数据存储、现场监控。

6.根据权利要求1所述的ACME试验台架，其特征在于，所述ACME台架设置了包括冷管顶部和底部、热管底部、安注管线双端断裂、平衡管线双端断裂不同破口位置，从2.5cm、5cm到20cm的不同破口尺寸，以及叠加不同设备失效条件下的小破口试验研究，用于模拟各种事故瞬态过程及重要的热工水力物理现象，研究破口位置、尺寸、失效形式对于系统响应和事故进程的影响，验证非能动堆芯冷却系统的有效性。

7.根据权利要求1所述的ACME试验台架，其特征在于，所述ACME台架的主要比例参数为：高度比1∶3；流通面积比1∶31.36；直径比1∶5.6；体积比1∶94.08；功率比1∶54.32；速度比1∶1.732；时间比1∶1.732。

8.一种ACME试验台架比例分析方法，其特征在于，其包括：

a)系统分解，其将核电站系统分解为反应堆主回路冷却剂系统和非能动安全系统两个主系统；

b)比例分析层次识别，其在系统分解后，根据所研究的物理现象，识别比例分析的层次并得到其相似准则；

c)Top-Down比例分析，其根据不同比例分析层次对应的守恒方程得到相应的相似准则和特征时间比，并确定Bottom-Up比例分析需关注的重要物理现象；以及

d)Bottom-Up比例分析，其得到特定物理过程的相似准则。

9.根据权利要求8所述的ACME试验台架比例分析方法，其特征在于，每个主系统可以划分为相互作用的子系统；子系统再细化为相互作用的组元；组元可分为组份；组份可通过若干特性参数来描述，而这些特性参数及其变化描述了事故过程中不同的物理现象，需要满足质量、能量和动量守恒方程。

10.根据权利要求8所述的ACME试验台架比例分析方法，其特征在于，H2TS分析的步骤为：根据重点关注的现象列出控制体守恒方程，利用初始条件和边界条件对方程进行无量纲化，得到特征П群和动态弛豫时间，将不同物理过程对应的П群排序得到关键物理过程的各个分量的排序。