[发明专利]IVR-ERVC实验装置的精细压力调控实验系统

说明书

一种IVR‑ERVC实验装置的精细压力调控实验系统，包括：上水箱以及设置于其上的三级压力调节系统，该三级压力调节系统包括：用于压力精准调节的蒸发冷凝回流系统、用于快速降压的喷雾冷凝系统和用于压力的快速调控的打压排放系统，通过三级压力调节系统对上水箱顶部气空间的压力进行联合调控。本发明通过不同级系统之间相互配合，实现在宽泛的压力区间内任意压力值的快速、精确的动态调控，并长时间稳定在该压力水平。本发明结构紧凑、占用体积小，实现在IVR‑ERVC实验装置内压力精确调控，填补在IVR‑ERVC模化实验研究领域的相关空白。

技术领域

本发明涉及的是一种核电站控制领域的技术，具体是一种压力容器外部冷却(IVR-ERVC)实验装置的精细压力调控实验系统。

背景技术

当反应堆发生严重事故后，堆芯产生大量的衰变热并融化，进而形成高温熔融物，威胁反应堆压力容器的完整性。如何保证压力容器的完整性，避免放射性物质的大量释放，一直是研究的重点。为缓解严重事故后果，避免放射性物质的大量释放，发展出一项严重事故管理策略，即：通过压力容器外部冷却，保证压力容器的完整性，从而使熔融物滞留在压力容器内，该过程简称IVR-ERVC。如何提高压力容器外部的冷却能力一种是一个研究重点，当前的研究以表明提高运行压力是一种有效的措施。因此对于在带压条件下，IVR-ERVC极限传热能力的研究具有重要意义。

发明内容

本发明针对现有IVR-ERVC实验装置无法实现对实验系统内压力的快速精确调控，而只能在较小的压力范围内、粗略的对系统的内的压力进行控制，稳定性较差的缺陷，提出一种IVR-ERVC实验装置的精细压力调控实验系统，通过不同级系统之间相互配合，实现在宽泛的压力区间内任意压力值的快速、精确的动态调控，并长时间稳定在该压力水平。本发明结构紧凑、占用体积小，实现在IVR-ERVC实验装置内压力精确调控，填补在IVR-ERVC模化实验研究领域的相关空白。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及一种IVR-ERVC实验装置的精细压力调控实验系统，包括：上水箱以及设置于其上的三级压力调节系统，该三级压力调节系统包括：用于压力精准调节的蒸发冷凝回流系统、用于快速降压的喷雾冷凝系统和用于压力的快速调控的打压排放系统，通过三级压力调节系统对上水箱顶部气空间的压力进行联合调控。

所述的联合调控具体是指：打压排放系统、喷雾冷凝系统、通过蒸发冷凝回流系统三级压力调节子系统的配合，根据实际的压力与目标压力之间的差值，选择在不同的压力调节子系统。打压排放系统用于当实际压力与目标压力之间差值较大(大于一个大气压)时的快速调控；蒸发冷凝回流系统用于保持压力稳定，实验过程中沸腾产生的蒸汽通过螺旋管冷凝器冷凝，蒸汽冷凝后的冷凝水受重力重新回流至实验系统内，减少实验系统内的冷却水损耗从而实现±5kPa压力精准调节；喷雾冷凝系统用于在压力偏高时进行快速降压，避免直接投入打压-排放系统带来的压力降低过度。

技术效果

与现有技术相比，本发明通过三级压力调控子系统之间相互配合，可实现对大型IVR-ERVC实验装置内的压力，在宽泛的压力范围内进行快速精确调节，避免了仅依靠单一调节手段带来的调节范围有限、调节精确度不够等缺陷。蒸发-冷凝回流的设置使得实验装置在一定的压力偏差范围内具有自稳自调特性，避免了频繁的额外干预。

与现有技术相比，本发明独有的效果包括：

1)本发明通过三级压力调控子系统之间相互配合，实现在宽压力范围内进行压力的准确调控，避免了仅依靠单一调节手段带来的调节范围有限、调节精确度不够等缺陷。利用打压排放系统对上水箱内的压力进行快速的初步控制，使其短时间内达到预期的压力值附近；蒸发冷凝回流系统对水箱内的压力进行微调，并保持动态稳定；当蒸发冷凝回流系统难以抑制压力上升时，利用喷雾冷凝系统喷放过冷水，对蒸汽进行冷凝，降低气空间的压力。