專利名稱：非能動(dòng)安全壓水堆核島主系統(tǒng)模擬運(yùn)行儀器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于核電能源技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及非能動(dòng)安全壓水堆核島主系統(tǒng)模擬運(yùn)行儀器。
背景技術(shù)：
核電站核島安全殼內(nèi)部具有嚴(yán)格的封閉性，使得核電廠員エ以及核電專業(yè)學(xué)生無法對其內(nèi)部正常エ況下一、ニ回路的循環(huán)過程以及LOCA失水事故エ況下安全注射系統(tǒng)和非能動(dòng)余熱排出熱交換器的運(yùn)行過程有直觀的了解。而目前，廣泛用于教學(xué)的演示模型多為塑料或泡沫制成的靜態(tài)模型，無法實(shí)現(xiàn)各運(yùn)行過程的動(dòng)態(tài)模擬
發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對上述缺陷公開了非能動(dòng)安全壓水堆核島主系統(tǒng)模擬運(yùn)行儀器。本發(fā)明涉及ー種能夠用于實(shí)驗(yàn)和教學(xué)的先進(jìn)壓水堆ー回路正常運(yùn)行エ況和LOCA失水事故エ況下安注水箱、堆芯補(bǔ)水箱、內(nèi)置換料水箱、非能動(dòng)余熱排出熱交換器運(yùn)行過程的實(shí)驗(yàn)儀器。非能動(dòng)安全壓水堆核島主系統(tǒng)模擬運(yùn)行儀器的結(jié)構(gòu)如下堆芯補(bǔ)水箱、第一電磁閥、第二電磁閥、安注箱、壓カ容器、第八熱電偶、墨水注射器和閥門通過管路裝配在一起，墨水注射器、穩(wěn)壓器、安全閥、第二壓カ計(jì)、泄壓閥和閥門通過管路裝配在一起，墨水注射器、第三熱電偶、蒸汽發(fā)生器、噴射泵和閥門通過管路裝配在一起，蒸汽發(fā)生器、第三電磁閥、非能動(dòng)余熱排出熱交換器、第一熱電偶、進(jìn)水口、第二主進(jìn)水閥、手動(dòng)調(diào)節(jié)角閥、離心泵、泄漏閥、第四熱電偶、壓カ容器和閥門通過管路裝配在一起，非能動(dòng)余熱排出熱交換器與換料水箱裝配在一起，換料水箱、第四電磁閥、第二電磁閥、安注箱、壓カ容器和閥門通過管路裝配在一起。所述壓カ容器的左端、中部和右端分別安裝有第五熱電偶、第六熱電偶和第七熱電偶；所述壓カ容器的右側(cè)安裝有第一主進(jìn)水閥。所述蒸汽發(fā)生器上裝有第一壓カ計(jì)、第二熱電偶、蒸汽發(fā)生器進(jìn)水口和蒸汽發(fā)生器出水ロ。所述噴射泵安裝在換料水箱的左側(cè)。所述蒸汽發(fā)生器、U形管、穩(wěn)壓器、壓カ容器、安注箱、堆芯補(bǔ)水箱、換料水箱、非能動(dòng)余熱排出熱交換器和管路均由玻璃制成。所述蒸汽發(fā)生器的下封頭呈半球形，蒸汽發(fā)生器由隔板分成兩個(gè)水室進(jìn)水室和出水室；所述蒸汽發(fā)生器的內(nèi)部并聯(lián)了 1(Γ20根平行的U形管。本發(fā)明的有益效果為本發(fā)明能夠?qū)穗娬竞藣u安全殼內(nèi)部正常エ況下一、二回路的循環(huán)過程以及LOCA失水事故エ況下安全注射系統(tǒng)和非能動(dòng)余熱排出熱交換器的運(yùn)行過程有直觀的了解。


圖I是本發(fā)明所述的AP1000核島主系統(tǒng)模擬運(yùn)行儀器平面圖。圖中標(biāo)號I-蒸汽發(fā)生器；2_穩(wěn)壓器；3_壓カ容器；4_安注箱；5_堆芯補(bǔ)水箱；6_換料水箱；7_噴射泵；8-非能動(dòng)余熱排出熱交換器；9-蒸汽發(fā)生器進(jìn)水口 ；10_蒸汽發(fā)生器出水ロ ；11-第一熱電偶；12_進(jìn)水口 ；13_手動(dòng)調(diào)節(jié)角閥；14_離心泵； 15_泄漏閥；16_第一壓カ計(jì)；17-第二熱電偶；18_第二熱電偶；19_第二壓カ計(jì)；20_安全閥；21_第四熱電偶；22_第五熱電偶；23_第六熱電偶；24_第七熱電偶；25_墨水注射器；26_第八熱電偶；27_泄壓閥；28-第一主進(jìn)水閥；29-第二主進(jìn)水閥；30-第一電磁閥；31-第二電磁閥；32-第三電磁閥；33_第四電磁閥；34-U形管。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)ー步詳細(xì)說明本發(fā)明提供了一種用于教學(xué)實(shí)驗(yàn)的AP1000核島主系統(tǒng)模擬運(yùn)行儀器，下面對具體實(shí)驗(yàn)步驟和原理對本發(fā)明做進(jìn)ー步說明。如圖I所示，非能動(dòng)安全壓水堆核島主系統(tǒng)模擬運(yùn)行儀器的結(jié)構(gòu)如下堆芯補(bǔ)水箱5、第一電磁閥30、第二電磁閥31、安注箱4、壓カ容器3、第八熱電偶26、墨水注射器25和閥門通過管路裝配在一起，墨水注射器25、穩(wěn)壓器2、安全閥20、第二壓カ計(jì)19、泄壓閥27和閥門通過管路裝配在一起，墨水注射器25、第三熱電偶18、蒸汽發(fā)生器I、噴射泵7和閥門通過管路裝配在一起，蒸汽發(fā)生器I、第三電磁閥32、非能動(dòng)余熱排出熱交換器8、第一熱電偶11、進(jìn)水口 12、第二主進(jìn)水閥29、手動(dòng)調(diào)節(jié)角閥13、離心泵14、泄漏閥15、第四熱電偶21、壓カ容器3和閥門通過管路裝配在一起，非能動(dòng)余熱排出熱交換器8與換料水箱6裝配在一起，換料水箱6、第四電磁閥33、第二電磁閥31、安注箱4、壓カ容器3和閥門通過管路裝配在一起。壓カ容器3的左端、中部和右端分別安裝有第五熱電偶22、第六熱電偶23和第七熱電偶24 ;所述壓カ容器3的右側(cè)安裝有第一主進(jìn)水閥28。蒸汽發(fā)生器I上裝有第一壓カ計(jì)16、第二熱電偶17、蒸汽發(fā)生器進(jìn)水口 9和蒸汽發(fā)生器出水ロ 10。噴射泵7安裝在換料水箱6的左側(cè)。蒸汽發(fā)生器1、U形管34、穩(wěn)壓器2、壓カ容器3、安注箱4、堆芯補(bǔ)水箱5、換料水箱6、非能動(dòng)余熱排出熱交換器8和管路均由玻璃制成。非能動(dòng)余熱排出熱交換器8由熱交換性能良好的玻璃管制成。所述蒸汽發(fā)生器I的下封頭呈半球形，蒸汽發(fā)生器I由隔板分成兩個(gè)水室進(jìn)水室和出水室；所述蒸汽發(fā)生器I的內(nèi)部并聯(lián)了 1(Γ20根平行的U形管34，増大了換熱面積，從而提聞的傳熱效率。本發(fā)明根據(jù)先進(jìn)壓水堆核島內(nèi)部構(gòu)件組成及非能動(dòng)安全系統(tǒng)工作原理，本發(fā)明采用強(qiáng)迫循環(huán)。以水作為一、二回路以及非能動(dòng)安全注射系統(tǒng)中的エ質(zhì)。一回路主要包括壓力容器3、離心泵14、U形管34、穩(wěn)壓器2和相應(yīng)的管道閥門。ニ回路主要為蒸汽發(fā)生器I。
APlOOO核島主系統(tǒng)模擬運(yùn)行儀器所有部件均由鋼架支撐。一回路中的エ質(zhì)通過水泵提供動(dòng)カ在一回路中循環(huán)流動(dòng)，進(jìn)入蒸汽發(fā)生器I下封頭中的進(jìn)水室，然后進(jìn)入并聯(lián)的U形管34中，通過管壁把熱量傳遞給ニ回路。穩(wěn)壓器2上有ー個(gè)安全閥20，當(dāng)一回路的壓カ超過安全壓カ，則安全閥20自動(dòng)泄壓。本發(fā)明的工作過程如下I)確定實(shí)驗(yàn)設(shè)備各個(gè)閥門狀態(tài)壓カ容器3頂部的閥門開啟；泄壓閥27開啟；手動(dòng)調(diào)節(jié)角閥13關(guān)閉；泄漏閥15關(guān)閉；第一主進(jìn)水閥28開啟；第一電磁閥30、第二電磁閥31、第三電磁閥32和第四電磁閥33關(guān)閉。2)向一回路注水，要求冷卻劑以很大的速度流經(jīng)ー回路，這樣可以沖掉U形管34 內(nèi)頂部的氣泡。3)打開穩(wěn)壓器2上的出水ロ，以使穩(wěn)壓器2里水位達(dá)到合適的高度。4)打開離心泵14電源，觀察ー回路強(qiáng)迫循環(huán)過程。5)打開泄漏閥15，使一回路的水從泄漏閥處流出，模擬ー回路冷段小破ロ失水事故。6)穩(wěn)壓器2水位下降，當(dāng)水位降至穩(wěn)壓器2的1/4高度時(shí)，第一電磁閥30打開，堆芯補(bǔ)水箱5開始向一回路進(jìn)行補(bǔ)水。7)在堆芯補(bǔ)水箱5向一回路進(jìn)行補(bǔ)水的同時(shí)第三電磁閥32打開，非能動(dòng)余熱排出熱交換器8開始運(yùn)行。8)堆芯補(bǔ)水箱5中水位降至1/5高度時(shí)，第二電磁閥31打開，安注箱4開始向一回路注水。9)當(dāng)壓カ容器3內(nèi)加熱棒開始裸露時(shí)，第四電磁閥33打開，換料水箱6開始向堆芯補(bǔ)水。10)補(bǔ)水過程觀察一段時(shí)間后關(guān)閉泄露閥15，穩(wěn)壓器2中水位上升，第一電磁閥30、第二電磁閥31、第三電磁閥32和第四電磁閥33自動(dòng)關(guān)閉。11)關(guān)閉離心泵14電源。本發(fā)明使用離心泵14為一回路循環(huán)提供動(dòng)力，以實(shí)現(xiàn)一回路強(qiáng)迫循環(huán)過程。本發(fā)明以實(shí)現(xiàn)ー回路冷段小破ロ失水事故エ況下安注4箱、堆芯補(bǔ)水箱5和換料水箱6的動(dòng)作過程。本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)非能動(dòng)余熱排出熱交換器8的熱交換過程。
權(quán)利要求
1.非能動(dòng)安全壓水堆核島主系統(tǒng)模擬運(yùn)行儀器，其特征在于，它的結(jié)構(gòu)如下堆芯補(bǔ)水箱(5)、第一電磁閥(30)、第二電磁閥(31)、安注箱(4)、壓カ容器(3)、第八熱電偶(26)、墨水注射器(25)和閥門通過管路裝配在一起，墨水注射器(25)、穩(wěn)壓器(2)、安全閥(20)、第二壓カ計(jì)(19)、泄壓閥(27)和閥門通過管路裝配在一起，墨水注射器(25)、第三熱電偶(18)、蒸汽發(fā)生器(I)、噴射泵(7)和閥門通過管路裝配在一起，蒸汽發(fā)生器(I)、第三電磁閥(32)、非能動(dòng)余熱排出熱交換器(8)、第一熱電偶(11)、進(jìn)水口(12)、第二主進(jìn)水閥(29)、手動(dòng)調(diào)節(jié)角閥(13)、離心泵(14)、泄漏閥(15)、第四熱電偶(21)、壓カ容器(3)和閥門通過管路裝配在一起，非能動(dòng)余熱排出熱交換器(8 )與換料水箱(6 )裝配在一起，換料水箱(6 )、第四電磁閥(33)、第二電磁閥(31)、安注箱(4)、壓カ容器(3)和閥門通過管路裝配在一起。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的非能動(dòng)安全壓水堆核島主系統(tǒng)模擬運(yùn)行儀器，其特征在干，所述壓カ容器(3)的左端、中部和右端分別安裝有第五熱電偶(22)、第六熱電偶(23)和第七熱電偶(24);所述壓カ容器(3)的右側(cè)安裝有第一主進(jìn)水閥(28)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的非能動(dòng)安全壓水堆核島主系統(tǒng)模擬運(yùn)行儀器，其特征在干，所述蒸汽發(fā)生器(I)上裝有第一壓カ計(jì)(16)、第二熱電偶(17)、蒸汽發(fā)生器進(jìn)水口(9)和蒸汽發(fā)生器出水ロ(10)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的非能動(dòng)安全壓水堆核島主系統(tǒng)模擬運(yùn)行儀器，其特征在干，所述噴射泵(7)安裝在換料水箱(6)的左側(cè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的非能動(dòng)安全壓水堆核島主系統(tǒng)模擬運(yùn)行儀器，其特征在干，所述蒸汽發(fā)生器(I)、U形管(34)、穩(wěn)壓器(2)、壓カ容器(3)、安注箱(4)、堆芯補(bǔ)水箱(5)、換料水箱(6)、非能動(dòng)余熱排出熱交換器(8)和管路均由玻璃制成。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的非能動(dòng)安全壓水堆核島主系統(tǒng)模擬運(yùn)行儀器，其特征在干，所述蒸汽發(fā)生器(I)的下封頭呈半球形，蒸汽發(fā)生器(I)由隔板分成兩個(gè)水室進(jìn)水室和出水室； 所述蒸汽發(fā)生器(I)的內(nèi)部并聯(lián)了 1(Γ20根平行的U形管(34)。
全文摘要
本發(fā)明公開了屬于核電能源技術(shù)領(lǐng)域的非能動(dòng)安全壓水堆核島主系統(tǒng)模擬運(yùn)行儀器。它的結(jié)構(gòu)如下堆芯補(bǔ)水箱、第一電磁閥、第二電磁閥、安注箱、壓力容器、第八熱電偶、墨水注射器和閥門通過管路裝配在一起，墨水注射器、穩(wěn)壓器、安全閥、第二壓力計(jì)、泄壓閥和閥門通過管路裝配在一起，墨水注射器、第三熱電偶、蒸汽發(fā)生器、噴射泵和閥門通過管路裝配在一起。本發(fā)明的有益效果為本發(fā)明能夠?qū)穗娬竞藣u安全殼內(nèi)部正常工況下一、二回路的循環(huán)過程以及LOCA失水事故工況下安全注射系統(tǒng)和非能動(dòng)余熱排出熱交換器的運(yùn)行過程有直觀的了解。
文檔編號G09B25/00GK102693673SQ20121018238
公開日2012年9月26日 申請日期2012年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月4日
發(fā)明者張君南, 牛風(fēng)雷 申請人:華北電力大學(xué)