[实用新型]一种燃料厂房氢气控制实验台架

说明书

本实用新型提供了燃料厂房氢气控制实验台架，其中，该燃料厂房氢气控制实验台架包括燃料厂房模拟体、燃料组件模拟体、注气系统、注水系统、喷淋系统、冷却回路、测量系统和处理控制系统，燃料厂房模拟体具有上部房体和乏燃料池，上部房体中模拟分布有氦气、蒸汽及空气，且上部房体上设有可开闭的逃生窗口，注气系统具有供氦部件和蒸汽发生器。本实用新型提供的燃料厂房氢气控制实验台架和燃料厂房氢气控制方法，其利用小比例实验平台，对部分失水和全部失水的核电站严重事故工况下燃料厂房内氢气分布特性进行实验研究，获取关键实验数据，更好地实现控制氢气风险。

技术领域

本实用新型属于核电站燃料厂房氢气控制技术的领域，更具体地说，是涉及一种燃料厂房氢气控制实验台架。

背景技术

2011年3月日本福岛核电厂发生长期全厂断电严重事故。在事故过程中，应急堆芯冷却、余热排出系统等能动安全设施停止工作；堆芯隔离冷却、高压安注系统等非能动安全设施在设计工作时限内断断续续工作，堆芯冷却效果不明显。非能动安全设施停止工作后6～7个小时内，电厂人员没有采取任何措施冷却堆芯。此后电厂人员恢复一回路注水功能，但为时已晚，错过了事故管理和预防严重事故的良机。严重事故发生后，锆燃料包壳升温，与水反应产生大量氢气；氢气燃爆破坏了安全壳和燃料厂房，大量放射性物质泄漏到电厂周围环境，对社会、环境产生巨大破坏。

日本福岛核电厂事故发展及处理过程中暴露了出东京电力公司在核电厂严重事故下氢气风险控制方面存在缺陷，缺乏消除氢气风险的硬件设施，导致氢气多次燃爆破坏了安全壳以及燃料厂房，威胁了放射性释放屏障的完整性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种燃料厂房氢气控制实验台架，旨在解决现有核电厂严重事故下在氢气风险控制方面存在缺陷的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种燃料厂房氢气控制实验台架，包括：

燃料厂房模拟体，具有上部房体和连通于所述上部房体下侧的乏燃料池， 所述上部房体中模拟分布有氦气、蒸汽及空气，所述上部房体上开设有可开闭的逃生窗口；

燃料组件模拟体，设于所述乏燃料池中，用于模拟产生衰变热；

注气系统，具有分别与所述乏燃料池连通的供氦部件和蒸汽发生器，所述蒸汽发生器用于朝所述乏燃料池注入蒸汽，所述供氦部件用于产生氦气以模拟替代氢气并朝所述乏燃料池注入氦气；

注水系统，与所述乏燃料池连通，用于朝所述乏燃料池注水；

喷淋系统，与所述上部房体的顶部连通，用于朝所述燃料组件模拟体喷淋水分，以使所述上部房体产生局部温度梯度和压力梯度，增强所述上部房体中气体的混合和对流，破坏氦气富集层，避免氦气在所述上部房体内积聚到局部较高浓度；

冷却回路，用于对所述乏燃料池的池水进行冷却；

测量系统，用于测量和记录物理参数，所述物理参数包括所述上部房体内的氦气浓度、气体温度、气体压力和气流速度、所述乏燃料池的水温和水池液位、所述燃料组件模拟体的表面温度和加热功率、所述冷却回路的水温、水流量和管道压力，以及所述喷淋系统的水温、水流量和喷淋压力；

以及处理控制系统，用于接收所述物理参数，并控制所述供氦部件的供氦量、所述蒸汽发生器的蒸汽量、所述注水系统的注水量、所述喷淋系统的喷淋量及所述冷却回路的冷却效率，且通过实验，多次获得多组所述物理参数，以保证实验数据有效性，进行误差分析与消除。

进一步地，所述燃料厂房氢气控制实验台架还包括储水箱和储水管路，所述储水管路依序连通有过滤器和用于开启或关闭所述储水管路的给水阀，所述喷淋系统和所述注水系统分别与所述给水阀连通。