本發(fā)明涉及核電站安全系統(tǒng)的原理演示技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種壓水堆核電站非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)的演示裝置。

背景技術(shù)：

核反應(yīng)堆停堆以后，會(huì)有大量衰變熱產(chǎn)生，這一部分衰變熱在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)需要使用專設(shè)的余熱排出系統(tǒng)將其排放到最終熱阱中，避免由于熱量堆積，壓力容器內(nèi)溫度和壓力過(guò)高而破壞壓力邊界的完整性?，F(xiàn)代核電站使用了大量的能動(dòng)設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)余熱排出的功能，然而這些設(shè)備的可靠運(yùn)行需要外加穩(wěn)定的動(dòng)力源，一旦系統(tǒng)發(fā)生故障過(guò)出現(xiàn)全廠斷電的嚴(yán)重事故時(shí)，能動(dòng)的設(shè)備將無(wú)法正常運(yùn)行。

隨著核電發(fā)展水平的提高，先進(jìn)核電站的設(shè)計(jì)中都采用了非能動(dòng)技術(shù)來(lái)提高系統(tǒng)的安全性。非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)依靠系統(tǒng)的固有特性和自然規(guī)律來(lái)保障反應(yīng)堆的安全，使得反應(yīng)堆發(fā)生事故以后不過(guò)分依賴運(yùn)行人員的判斷和外部能源的供給。但是非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)較為復(fù)雜，在對(duì)進(jìn)行人員培訓(xùn)時(shí)，不能多次進(jìn)出核電廠內(nèi)進(jìn)行參觀了解，所以人員培訓(xùn)效果較差，若是操作人員不能夠完全熟練掌握非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)，對(duì)以后的工作會(huì)帶來(lái)一定的障礙。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種壓水堆核電站非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)的演示裝置，能夠以直觀的方式將非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)的復(fù)雜過(guò)程進(jìn)行展示。

為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：

一種壓水堆核電站非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)的演示裝置，包括：

冷卻裝置，所述冷卻裝置設(shè)有進(jìn)水口和出水口，用于模擬非能冷卻水箱；

加熱器，其設(shè)于所述冷卻裝置的水位高于所述加熱器的水位，所述加熱器設(shè)有進(jìn)水口和出水口，所述加熱器用于模擬反應(yīng)堆堆芯產(chǎn)生的余熱；

循環(huán)水管，所述循環(huán)水管包括進(jìn)水管和回水管，所述進(jìn)水管連接所述加熱器的出水口和所述冷卻裝置的進(jìn)水口，所述回水管連接所述冷卻裝置的出水口和所述加熱器的進(jìn)水口；

控制系統(tǒng)，其與所述加熱器信號(hào)連接，用于控制所述加熱器。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述回水管靠近所述加熱器的進(jìn)水口的一側(cè)設(shè)有電磁閥，所述電磁閥與所述控制系統(tǒng)信號(hào)連接。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述回水管上設(shè)有流量計(jì)。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述回水管上設(shè)有透明的流量觀察區(qū)，所述流量觀察區(qū)所在位置的回水管的內(nèi)壁上設(shè)有絲帶，且所述流量觀察區(qū)所在位置的回水管的內(nèi)徑大于其他部位所述回水管的內(nèi)徑。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述加熱器內(nèi)設(shè)有液位計(jì)和溫度計(jì)，所述溫度計(jì)和所述液位計(jì)分別與所述控制系統(tǒng)信號(hào)連接。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述控制系統(tǒng)設(shè)有溫度閾值和液位閾值，當(dāng)所述溫度計(jì)檢測(cè)到的溫度值大于所述溫度閾值，和/或所述液位計(jì)檢測(cè)到的溫度值小于所述液位閾值時(shí)，所述控制系統(tǒng)控制所述加熱器停止加熱。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述冷卻裝置包括冷卻水箱和位于所述冷卻水箱內(nèi)的冷卻管，所述冷卻管聯(lián)通所述冷卻裝置的進(jìn)水口和出水口。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述冷卻水箱的容量為300l，所述加熱器的容量為15l。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，該裝置還包括支架，所述支架的頂部和底部分別設(shè)有上平臺(tái)和下平臺(tái)，所述冷卻裝置安裝于所述上平臺(tái)上，所述加熱器安裝于所述下平臺(tái)上。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述冷卻裝置與所述加熱器之間的垂直距離為2m。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

(1)本發(fā)明的一種壓水堆核電站非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)的演示裝置包括冷卻裝置、加熱器、循環(huán)水管和控制系統(tǒng)，是集電氣、熱工水力和控制系統(tǒng)技術(shù)為一體，能夠以直觀的方式對(duì)壓水堆核電站非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)的原理進(jìn)行形象生動(dòng)的展示，用于核電站非能動(dòng)熱量排出系統(tǒng)的培訓(xùn)或公眾宣傳展示。

(2)本發(fā)明的一種壓水堆核電站非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)的演示裝置的控制系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置溫度閾值和液位閾值，當(dāng)溫度高于溫度閾值，液位小于液位閾值時(shí)，控制系統(tǒng)控制加熱器停止加熱，并提示相應(yīng)的報(bào)警信息，防止加熱器過(guò)燒，防止加熱器加熱溫度過(guò)高，避免觀眾或培訓(xùn)人員在觀察過(guò)程中為熱水燙傷。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1-冷卻裝置，2-加熱器，3-循環(huán)水管，31-進(jìn)水管，32-回水管，4-控制系統(tǒng)，5-流量觀察區(qū)，6-支架，61-上平臺(tái)，62-下平臺(tái)，7-電磁閥。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

參見(jiàn)圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供一種壓水堆核電站非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)的演示裝置，包括冷卻裝置1、加熱器2、循環(huán)水管3、控制系統(tǒng)4和支架6，支架6的頂部和底部分別設(shè)有上平臺(tái)61和下平臺(tái)62，冷卻裝置1安裝于上平臺(tái)61上，加熱器2安裝于下平臺(tái)62上，冷卻裝置1與加熱器2之間的垂直距離為2m，通過(guò)支架6支撐冷卻裝置1和加熱器，支持穩(wěn)定牢固。

本發(fā)明實(shí)施例中的冷卻裝置1設(shè)有進(jìn)水口和出水口，冷卻裝置1包括冷卻水箱和位于冷卻水箱內(nèi)的冷卻管，冷卻管聯(lián)通冷卻裝置1的進(jìn)水口和出水口，冷卻裝置1用于模擬非能冷卻水箱。本發(fā)明實(shí)施例中的冷卻水箱內(nèi)的冷卻管呈s型彎折設(shè)計(jì)，保證進(jìn)入冷卻水箱內(nèi)的熱水能夠充分冷卻，本實(shí)施例中的冷卻水箱的尺寸1.2*0.6*0.6m，容量為300l。

加熱器2設(shè)有進(jìn)水口和出水口，加熱器2內(nèi)設(shè)有液位計(jì)和溫度計(jì)，溫度計(jì)和液位計(jì)分別與控制系統(tǒng)4信號(hào)連接，加熱器2用于模擬反應(yīng)堆堆芯產(chǎn)生的余熱。通過(guò)溫度計(jì)和液位計(jì)時(shí)刻檢測(cè)加熱器2內(nèi)的溫度和水位，本實(shí)施例中的加熱器2的容積為5l，設(shè)置加熱器2的加熱溫度為60～70℃，防止加熱器加熱溫度過(guò)高，避免觀眾或培訓(xùn)人員在觀察過(guò)程中為熱水燙傷。

循環(huán)水管3包括進(jìn)水管31和回水管32，進(jìn)水管31連接加熱器2的出水口和冷卻裝置1的進(jìn)水口，回水管32連接冷卻裝置1的出水口和加熱器2的進(jìn)水口，本發(fā)明實(shí)施例中的回水管32上設(shè)有流量計(jì)，通過(guò)觀察流量計(jì)的讀數(shù)，可以判斷演示裝置的工作狀態(tài)。

回水管32上設(shè)有透明的流量觀察區(qū)5，流量觀察區(qū)5所在位置的回水管32的內(nèi)壁上設(shè)有絲帶，且流量觀察區(qū)5所在位置的回水管32的內(nèi)徑大于其他部位回水管32的內(nèi)徑，通過(guò)觀察流量觀察區(qū)5內(nèi)的絲帶的擺動(dòng)頻率，從而觀察循環(huán)水管3內(nèi)的液體流動(dòng)情況。

回水管32靠近加熱器2的進(jìn)水口的一側(cè)設(shè)有電磁閥7，電磁閥7，通過(guò)電磁閥7的開(kāi)閉循環(huán)水管3內(nèi)的液體流動(dòng)，自動(dòng)化控制。

控制系統(tǒng)4包括控制器和顯示器，顯示器與控制器相連，控制器與加熱器2、溫度計(jì)、液位計(jì)和電磁閥7信號(hào)連接，通過(guò)控制器實(shí)時(shí)的對(duì)溫度計(jì)和水位計(jì)進(jìn)行監(jiān)控，且控制器設(shè)有溫度閾值和液位閾值，當(dāng)溫度計(jì)檢測(cè)到的溫度值大于溫度閾值，和/或液位計(jì)檢測(cè)到的溫度值小于液位閾值時(shí)，控制系統(tǒng)4控制加熱器2停止加熱，還可以通過(guò)顯示器實(shí)時(shí)顯示演示裝置的狀態(tài)?？刂葡到y(tǒng)4能夠?qū)崿F(xiàn)演示裝置的啟動(dòng)、調(diào)節(jié)、控制以及異常工況下系統(tǒng)自動(dòng)斷電保護(hù)等功能。

加熱器2內(nèi)的水受熱膨脹，熱水密度減小，熱水沿著進(jìn)水管31流向冷卻水箱，經(jīng)冷卻水箱進(jìn)行冷卻后變成冷水，冷水密度增加，在重力作用下返回?zé)崴?，形成循環(huán)。在循環(huán)的過(guò)程中，水通過(guò)密度差引起的壓力差克服流動(dòng)過(guò)程中的阻力，使得水可以循環(huán)流動(dòng)。在流動(dòng)過(guò)程中，可以通過(guò)溫度計(jì)和液位計(jì)來(lái)觀察加熱器2內(nèi)的溫度和水位，通過(guò)控制系統(tǒng)4控制加熱器2的加熱溫度，一般設(shè)置的加熱溫度為60～70℃，避免溫度過(guò)高造成意外事故。

本發(fā)明不局限于上述實(shí)施方式，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。本說(shuō)明書中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。