一種水冷安全殼模擬裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及安全殼模型技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種水冷安全殼模擬裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]安全殼模型是一種為了對核電廠安全殼進(jìn)行較好模擬的模型裝置。
[0003]通常核電廠在嚴(yán)重事故情況下，放射性物質(zhì)以氣體、蒸汽、氣溶膠形式釋放。其中，氣溶膠是懸浮在氣體中的固態(tài)或液態(tài)顆粒，是放射性物質(zhì)釋放的主要載體，其在空間中擴(kuò)散、分布和沉積等過程，在反應(yīng)堆嚴(yán)重事故安全領(lǐng)域受到重點(diǎn)關(guān)注。
[0004]在第二代壓水堆安全殼中，一般采用干式密封安全殼。安全殼由鋼筋混凝土制成，并專門設(shè)置了安全殼噴淋系統(tǒng)，可以在事故工況下，降低安全殼內(nèi)的壓力和溫度，氣溶膠顆粒沉積機(jī)理以重力沉降為主，熱泳、擴(kuò)散泳和布朗擴(kuò)散三種沉積機(jī)理相對次要。
[0005]在第三代先進(jìn)壓水堆AP1000中，設(shè)置了非能動安全殼冷卻系統(tǒng)，該系統(tǒng)由一臺與安全殼屏蔽構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)合為一體的儲水箱、從水箱經(jīng)由流量分配裝置將水輸送至安全殼殼體的管道，以及相關(guān)的儀表、管道和閥門構(gòu)成。非能動安全殼冷卻系統(tǒng)能夠直接從鋼制安全殼容器向環(huán)境傳遞熱量。由于非能動安全殼冷卻系統(tǒng)能夠降低鋼制安全殼溫度，溫度相對降低的安全殼形成冷壁，使安全殼內(nèi)表面和氣空間的溫度梯度增強(qiáng)，同時增強(qiáng)了安全殼內(nèi)的蒸汽冷凝，影響了氣溶膠的熱泳、擴(kuò)散泳沉積作用，進(jìn)而影響了氣溶膠在安全殼內(nèi)的沉積情況。
[0006]但是目前在國際上進(jìn)行的安全殼內(nèi)氣溶膠迀移行為的研究中，由于研究內(nèi)容的局限性，并未對第三代核電廠的非能動安全殼冷卻系統(tǒng)進(jìn)行研究分析，設(shè)計的安全殼模型不能較好的模擬第三代大型先進(jìn)壓水堆AP1000的非能動安全殼冷卻系統(tǒng)。
[0007]而傳統(tǒng)的安全殼模型主要以第二代壓水堆安全殼作為研究對象，且多數(shù)試驗(yàn)均沒有安全殼壁面冷卻的功能或在文獻(xiàn)中沒有提及此功能，所以對第三代大型先進(jìn)壓水堆AP1000的研究需要設(shè)計新的安全殼模型來模擬非能動安全殼冷卻系統(tǒng)。
[0008]鑒于上述缺陷，本發(fā)明創(chuàng)作者經(jīng)過長時間的研究和實(shí)踐終于獲得了本創(chuàng)作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的在于，提供一種水冷安全殼模擬裝置，用以克服上述技術(shù)缺陷。
[0010]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案在于，提供一種水冷安全殼模擬裝置，其包括:殼體，所述殼體包括一上封頭、一筒體和一下封頭，所述上封頭、所述筒體和所述下封頭依次結(jié)合，構(gòu)成所述殼體內(nèi)部的密閉空間;所述筒體上設(shè)置有水套體端板，所述水套體端板將水套體固定于筒體外部;所述水套體上布置有冷卻水進(jìn)水管和冷卻水排水管，將冷卻水流入流出所述水套體。
[0011]較佳的，所述上封頭與所述筒體分別焊接一凹凸法蘭，兩所述凹凸法蘭聯(lián)通且中間墊有設(shè)備法蘭墊片，并通過螺栓固定。
[0012]較佳的，所述下封頭底部設(shè)有蒸汽入口接管，一蒸汽發(fā)生器通過所述蒸汽入口接管與所述殼體連接。
[0013]較佳的，所述上封頭頂部中心位置設(shè)置有氣溶膠入口，用于通入氣溶膠。
[0014]較佳的，所述殼體上設(shè)置有濃度測量接管，一氣溶膠濃度測量儀表通過所述濃度測量接管與所述殼體連接，測量所述殼體內(nèi)部的氣溶膠濃度分布。
[0015]較佳的，所述濃度測量接管包括第一濃度測量接管和第二濃度測量接管;所述第一濃度測量接管設(shè)置在所述上封頭頂部，所述第二濃度測量接管設(shè)置在所述筒體上并貫穿所述水套體與所述殼體相連；多個所述第二濃度測量接管設(shè)置在所述筒體軸向不同高度處，且高度位置與所述第一濃度測量接管內(nèi)插入的所述氣溶膠濃度測量儀表的端部位置相對應(yīng)。
[0016]較佳的，所述第一濃度測量接管/所述第二濃度測量接管內(nèi)插入的所述氣溶膠濃度測量儀表為光學(xué)粒徑譜儀/空氣動力學(xué)粒徑譜儀。
[0017]較佳的，所述殼體上設(shè)置有測溫接管，所述測溫接管內(nèi)插入接觸式測溫儀表，測量所述殼體內(nèi)部的溫度。
[0018]較佳的，所述第一測溫接管設(shè)置在所述上封頭頂部，其內(nèi)插入多根所述接觸式測溫儀表，所述接觸式測溫儀表向下深入所述殼體內(nèi)部不同高度;所述第二測溫接管設(shè)置在所述筒體上，多個所述接觸式測溫儀表穿過所述第二測溫接管后焊接在所述筒體內(nèi)壁面不同軸向位置處，測量壁面軸向溫度梯度。
[0019]較佳的，所述測溫接管還包括設(shè)置在所述筒體上的第三測溫接管；多個所述接觸式測溫儀表穿過所述第三測溫接管后由所述殼體的內(nèi)部支撐結(jié)構(gòu)支撐，并以不同的長度沿徑向直線布置。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)比較本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明提供一種水冷安全殼模擬裝置，這樣，可將冷卻水流入流出水套體，帶走所述殼體內(nèi)產(chǎn)生的熱量，從而模擬實(shí)際反應(yīng)堆安全殼的水冷效果，而且通過控制冷卻水的溫度，可以控制所述殼體溫度在預(yù)定溫度范圍，滿足所述殼體內(nèi)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的環(huán)境需求;冷卻水下進(jìn)上出可使冷卻水充分注入水套體內(nèi)，冷卻效果佳;氣溶膠輸入之前，需對所述殼體內(nèi)進(jìn)行抽真空以盡量減少空氣含量對試驗(yàn)結(jié)果的影響，在試驗(yàn)開始前抽真空，待真空度滿足要求后才開始通氣溶膠;將產(chǎn)生的特定參數(shù)的蒸汽通入所述殼體中，模擬反應(yīng)堆事故工況下主回路冷卻劑沸騰后安全殼內(nèi)的水蒸汽環(huán)境;測量所述殼體內(nèi)部空間空氣和水蒸汽混合物的濕度，待濕度滿足試驗(yàn)要求后通入氣溶膠;使氣溶膠通入所述殼體后在湍流的作用下，在所述殼體內(nèi)實(shí)現(xiàn)混合均勻的分布；以保證氣溶膠均勻分布在所述殼體內(nèi)；插入不同長度的氣溶膠濃度測量接管，以測量所述殼體內(nèi)部不同深度的氣溶膠濃度;第一濃度測量接管連接的氣溶膠濃度測量儀表與第二濃度測量接管連接的氣溶膠濃度測量儀表相配合，確定同一高度處所述殼體空間內(nèi)及壁面在相同工況下的氣溶膠濃度分布。
【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明水冷安全殼模擬裝置主視圖的剖面示意圖；
[0022]圖2為本發(fā)明水冷安全殼模擬裝置在圖1基礎(chǔ)上焊接接管后主視圖的剖面示意圖；
[0023]圖3為本發(fā)明水冷安全殼模擬裝置在圖1基礎(chǔ)上焊接接管后右視圖的剖面示意圖；
[0024]圖中:1-上封頭；11一第一濃度測量接管；12—抽真空接管；13—?dú)馊苣z入口； 14一濕度儀接管；15—安全閥接管；16—壓力表接管；17—第一測溫接管；2—筒體;21—水套體端板;22—水套體;23—冷卻水排水管;24—冷卻水進(jìn)水管;25—第二濃度測量接管;26—第二測溫接管；27—第三測溫接管；3—下封頭；31—蒸汽入口接管；32—電加熱元件接管；33—廢液排放管;34—支撐式支座;41 一設(shè)備法蘭;42—設(shè)備法蘭墊片。
【具體實(shí)施方式】
[0025]以下結(jié)合附圖，對本發(fā)明上述的和另外的技術(shù)特征和優(yōu)點(diǎn)作更詳細(xì)的說明。
[0026]如圖1、2、3所示，其中，所述水冷安全殼模擬裝置包括殼體，所述殼體包括一上封頭1、一筒體2、一下封頭3，所述上封頭1、筒體2、下封頭3依次結(jié)合，構(gòu)成殼體內(nèi)部的密閉空間，所述殼體內(nèi)部可布置各種不同的測量儀表以及進(jìn)行各種模擬實(shí)驗(yàn)；
[0027]所述筒體2上設(shè)置有水套體端板21，通過水套體端板21來將水套體22固定于筒體外部，所述水套體22上布置有冷卻水進(jìn)水管24和冷卻水排水管23，可將冷卻水流入流出水套體22，帶走所述殼體內(nèi)產(chǎn)生的熱量，從而模擬實(shí)際反應(yīng)堆安全殼的水冷效果，而且通過控制冷卻水的溫度，可以控制所述殼體溫度在預(yù)定溫度范圍，滿足所述殼體內(nèi)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的環(huán)境需求。
[0028]冷卻水進(jìn)水管24設(shè)置在水套體22下部，冷卻水排水管23設(shè)置在水套體22上部，冷卻水下進(jìn)上出可使冷卻水充分注入水套體內(nèi)，冷卻效果佳。
[0029]水套體22與筒體2間隙不宜過大以免降低冷卻效果，本實(shí)施例中水套體22與筒體2間隙約5mm。
[0030]冷卻水進(jìn)水管23和冷卻水排水管24均可布置多根，數(shù)量越多則冷卻水流量越均勻，流量越均勻則冷卻水在水套體22中的分布越均勻，冷卻水在水套體22中的分布越均勻則壁溫越均勻，本實(shí)施例中冷卻水進(jìn)水管23和冷卻水排水管24各設(shè)置4根。
[0031 ] 實(shí)施例一
[0032]如上述所述的水冷安全殼模擬裝置，本實(shí)施例與其不同之處在于，上封頭I頂部設(shè)置有抽真空接管12，所述抽真空接管12外接抽真空栗，對殼體內(nèi)部抽真空。由于本試驗(yàn)是通過不同的氣體作為載體將模擬氣溶膠顆粒帶入所述殼體內(nèi)部空間，不同的氣體包括氮?dú)?、氦氣、氬氣等，為了確定不同的載體對氣溶膠顆粒分布的影響，氣溶膠輸入之前，需對所述殼體內(nèi)進(jìn)行抽真空以盡量減少空氣含量對試驗(yàn)結(jié)果的影響，在試驗(yàn)開始前抽真空，待真空度滿足要求后才開始通氣溶膠。