大尺度核電火災綜合實驗平臺的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種大尺度核電火災綜合實驗平臺，包括核電廠大尺度雙室結(jié)構(gòu)平臺、核電廠機械通風模擬系統(tǒng)、核電廠電纜火災模擬實驗平臺、核電廠水系滅火系統(tǒng)；核電廠大尺度雙室結(jié)構(gòu)平臺包括通過分隔墻隔離的兩個實驗室，兩個實驗室的頂棚上均設置有排風口和進風口，分隔墻上設有泄漏口；核電廠機械通風模擬系統(tǒng)包括送風裝置和排風裝置；核電廠電纜火災模擬實驗平臺包括橫向電纜橋架、縱向電纜橋架以及電纜點火系統(tǒng)；核電廠水系滅火系統(tǒng)包括供水泵組、多個噴頭以及供水管路。本實用新型為核電廠火災動力學發(fā)展過程、影響因素、控制方式、火災模型驗證等研究提供了良好的平臺，對核電火災安全研究的有重要的意義。
【專利說明】
大尺度核電火災綜合實驗平臺
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及核電廠火災安全領(lǐng)域，特別是涉及一種大尺度核電火災綜合實驗
-ψ-1 口 O
【背景技術(shù)】
[0002]核電作為一種有效緩解全球能源危機和氣候變化的重要新興能源，已在世界各國得到廣泛的應用和推廣。核電技術(shù)是我國“十二五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃中新能源產(chǎn)業(yè)的重要組成部分。2015年3月5日，國務院總理李克強在政府工作報告中明確提出“能源生產(chǎn)和消費革命，關(guān)乎發(fā)展與民生”，并將安全發(fā)展核電寫入政府工作報告。
[0003]安全是核電的生命線，我國核電的發(fā)展必需建立在安全的基礎上，核電站幾十年來的運行經(jīng)驗表現(xiàn)，火災對核電站安全具有重大的潛在威脅，防火安全設計與災害防控工作意義重大。由于核電廠結(jié)構(gòu)相對于常規(guī)建筑物的特殊性和空間的復雜性，對這種廠房發(fā)生火災時的煙氣蔓延和控制規(guī)律缺乏深入認識，急需建立相關(guān)實驗平臺展開研究。但是，建造全尺寸的核電廠房和安全殼實驗平臺耗費巨大的財力和人力，同時實驗邊界條件也難以精確控制。目前，大多數(shù)防火安全設計采用計算機火災模擬軟件所使用的計算模型有其自身的缺陷。因此，建立大尺度的核電火災綜合實驗平臺對核電火災安全研究中顯得尤為重要。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]基于此，為解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本實用新型提供一種大尺度核電火災綜合實驗平臺，有利于開展核電廠火災安全的深入研究。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型實施例采用以下技術(shù)方案:
[0006]—種大尺度核電火災綜合實驗平臺，包括:核電廠大尺度雙室結(jié)構(gòu)平臺、核電廠機械通風模擬系統(tǒng)、核電廠電纜火災模擬實驗平臺、核電廠水系滅火系統(tǒng)；
[0007]所述核電廠大尺度雙室結(jié)構(gòu)平臺包括通過分隔墻隔離的兩個實驗室，兩個實驗室的頂棚上均設置有排風口和進風口，所述分隔墻上設有泄漏口；
[0008]所述核電廠機械通風模擬系統(tǒng)包括送風裝置和排風裝置，所述送風裝置通過所述進風口向所述實驗室送風;所述排風裝置通過所述排風口為所述實驗室排風；
[0009]所述核電廠電纜火災模擬實驗平臺包括橫向電纜橋架、縱向電纜橋架以及設置在兩個實驗室中的電纜點火系統(tǒng);所述橫向電纜橋架設置在一個實驗室中，所述縱向電纜橋架設置在另一個實驗室中；
[0010]所述核電廠水系滅火系統(tǒng)包括供水栗組、多個噴頭以及供水管路，所述噴頭設置在所述實驗室內(nèi)部，所述供水栗組通過所述供水管路向各個所述噴頭供水。
[0011]本實用新型提供的大尺度核電火災綜合實驗平臺是目前國內(nèi)第一個針對核電廠典型火災研究方面的大尺度多室實驗平臺。在實驗平臺尺寸方面，本實用新型采用大尺度設計，在建筑材料和結(jié)構(gòu)方面，可參考核電站建設要求。本實用新型綜合了多種火災實驗需求，可重復利用，靈活適應多種實驗需求。
[0012]核電廠內(nèi)分布著動力電纜、控制電纜、儀表電纜等，電纜安全關(guān)系到核電廠的正常運行，但由于電纜橋架的排布和設置不同，其火災燃燒特性還沒有進行深入研究，本實用新型設計了針對橫向多層電纜橋架和縱向電纜橋架的核電廠電纜火災模擬實驗平臺，可開展火災燃燒特性研究。
[0013]因此，本實用新型為核電廠火災模擬提供了較為真實的環(huán)境，為核電廠火災動力學發(fā)展過程、影響因素、控制方式、火災模型驗證等研究提供了良好的平臺，對核電廠火災安全研究有重要的意義。
【附圖說明】
[0014]圖1是本實用新型的大尺度核電火災綜合實驗平臺在一個實施例中的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為本實用新型實施例中核電廠大尺度雙室結(jié)構(gòu)平臺的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖3為本實用新型實施例中核電廠機械通風模擬系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖4為本實用新型實施例中核電廠電纜火災模擬實驗平臺的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖5為本實用新型實施例中電纜點火系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖6為本實用新型實施例中核電廠水系滅火系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0020]下面將結(jié)合較佳實施例及附圖對本實用新型的內(nèi)容作進一步詳細描述。顯然，下文所描述的實施例僅用于解釋本實用新型，而非對本實用新型的限定?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。應當理解的是，盡管在下文中采用術(shù)語“第一”、“第二”等來描述各種信息，但這些信息不應限于這些術(shù)語，這些術(shù)語僅用來將同一類型的信息彼此區(qū)分開。例如，在不脫離本實用新型范圍的情況下，“第一”信息也可以被稱為“第二”信息，類似的，“第二”信息也可以被稱為“第一”信息。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本實用新型相關(guān)的部分而非全部內(nèi)容。
[0021]圖1是本實用新型的大尺度核電火災綜合實驗平臺在一個實施例中的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，本實施例中的大尺度核電火災綜合實驗平臺包括核電廠大尺度雙室結(jié)構(gòu)平臺、核電廠機械通風模擬系統(tǒng)、核電廠電纜火災模擬實驗平臺、核電廠水系滅火系統(tǒng)。
[0022]圖2為核電廠大尺度雙室結(jié)構(gòu)平臺的結(jié)構(gòu)示意圖，參照圖1、圖2所示，核電廠大尺度雙室結(jié)構(gòu)平臺包括通過分隔墻10隔離的兩個實驗室，分別為實驗室1、實驗室2。
[0023]實驗室按照核電廠建筑要求進行建造，在本實施例中，每個實驗室的長度為6米，寬度為5米，高度為4米，建筑結(jié)構(gòu)材料為鋼筋混凝土，墻壁厚為0.3米。
[0024]兩個實驗室的頂棚上均設置有進風口 101和排風口 102，分隔墻10上設有泄漏口?？蛇x的，實驗室12對外的墻壁上可設置觀察窗103，在本實施例中，觀察窗103距離地面高
1.2m，距離兩側(cè)墻邊緣2米，觀察窗高為I米、寬為2米，材料選用防火玻璃。泄漏口可設置為多種形式，在一種可選的實施方式中，如圖1、圖2所示，泄漏口包括圓形孔泄漏口 104、防火門泄漏口 105以及方形槽泄漏口 106，用于研究火災煙氣通過這些泄漏口的蔓延機理。
[0025]圖3為本實施例中核電廠機械通風模擬系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，參照圖1至圖3，核電廠機械通風模擬系統(tǒng)包括送風裝置21和排風裝置22，送風裝置21通過進風口 101向?qū)嶒炇?、實驗室2送風，排風裝置22通過排風口 102為實驗室1、實驗室2排風。在一種可選的實施方式中，參照圖3所示，送風裝置21包括第一高溫風機210、第一支架211、第一通風管道212，排風裝置22包括第二高溫風機220、第二支架221以及第二通風管道222。
[0026]其中，第一高溫風機210設置在第一支架211上，且與第一通風管道212的第一端的風口相對應，第一通風管道212的第二端通過進風口 101向?qū)嶒炇?、實驗室2送風。
[0027]第二高溫風機220設置在第二支架221上，且與第二通風管道222的第一端的風口相對應，第二通風管道222的第二端通過排風口 102為實驗室1、實驗室2排風。
[0028]較佳地，第一通風管道212的第二端的風口和第二通風管道222的第二端的風口均設有過濾器、流量計、閥門以及壓力儀。其中，閥門用于開啟或關(guān)閉風口，過濾器用于對進風氣體或排出氣體進行過濾，流量計用于檢測進風氣體或排出氣體流量，壓力儀用于檢測風壓。第一高溫風機210可采用變頻高溫風機，可調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，從而改變進風量，當某個實驗室第一通風管道212的閥門打開時，第一高溫風機210按照實驗需求設定進風流量，一定量的氣體從第一通風管道212第一端的風口流向第二端的風口，從而向該實驗室送風，進風氣體依次通過過濾器、流量計、閥門和壓力儀。同理，當某個實驗室第二通風管道222的閥門打開時，第二高溫風機220按照實驗需要的排氣量(排煙量)從該實驗室內(nèi)抽取氣體，排出氣體依次通過第二通風管道222壓力儀、閥門、過濾器和流量計。
[0029]在本實施例中，為進一步滿足實驗需求，第一通風管道212第二端的風口距離地面的高度，以及第二通風管道222第二端的風口距離地面的高度均是可調(diào)節(jié)的，調(diào)節(jié)范圍為
0.6米至3.2米。
[0030]圖4為本實施例中核電廠電纜火災模擬實驗平臺的結(jié)構(gòu)示意圖，參照圖1、圖4，電廠電纜火災模擬實驗平臺包括橫向電纜橋架31、縱向電纜橋架32以及設置在兩個實驗室中的電纜點火系統(tǒng)33。其中，橫向電纜橋架31設置實驗室2中，縱向電纜橋架32設置在實驗室I中。
[0031 ]橫向電纜橋架31和縱向電纜橋架32均是一種放置電纜的構(gòu)件，在一種可選的實施方式中，橫向電纜橋架31為多層橋架，包括底層托盤、橫向支撐裝置(本實施例中長度可選為3米)以及縱向支撐裝置，電纜水平架設在橫向支撐裝置上，縱向支撐裝置的高度根據(jù)實驗設置的電纜層數(shù)決定?？v向電纜橋架32由垂直放置的支撐裝置、電纜固定裝置和底層托盤組成，電纜豎直放置在支撐裝置上。上述的各種支撐裝置以及底層托盤均可采用不銹鋼材料。
[0032]在一種可選的實施方式中，電纜點火系統(tǒng)33為丙烷和空氣預混燃燒系統(tǒng)，參照圖5所示，電纜點火系統(tǒng)33包括丙烷罐330、空氣罐331、丙烷流量計332、空氣流量計333、第一燃燒器334以及第二燃燒器335。其中，丙烷罐330分別與丙烷流量計332、第一燃燒器334、第二燃燒器335連接，空氣罐331分別與空氣流量計333、第一燃燒器334、第二燃燒器335連接。通過丙烷流量計332和空氣流量計333調(diào)節(jié)混合氣體中丙烷與空氣的比例，最終將混合氣體送入各燃燒器。
[0033]第一燃燒器334與橫向電纜橋架31相對設置，可引燃橫向電纜橋架31中的電纜;第二燃燒器335與縱向電纜橋架32相對設置，可引燃縱向電纜橋架32中的電纜。較佳地，在本實施例中，如圖5所示，第一燃燒器334可選用方形燃燒器，第二燃燒器335可選用扁形燃燒器。
[0034]圖6為本實施例中核電廠水系滅火系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，參照圖1、圖6所示，核電廠水系滅火系統(tǒng)包括供水栗組41、多個噴頭42以及供水管路43，噴頭42設置在各個實驗室內(nèi)部，供水栗組41通過供水管路43向各個噴頭42供水。噴頭42可包括細水霧噴頭、水噴霧噴頭、水噴淋噴頭等等。較佳的，核電廠水系滅火系統(tǒng)還可包括進水電磁閥、壓力表，其中進水電磁閥設置在供水栗組的外接供水接口上，用于開啟和關(guān)閉外接供水接口，壓力表設置在供水管道上，實時檢測水壓。進一步的，為實現(xiàn)對供水的控制，核電廠水系滅火系統(tǒng)還可包括調(diào)壓閥、安全閥、渦輪流量計、控制柜等。因此通過更換噴頭42和調(diào)節(jié)水壓可形成水噴淋、水噴霧和細水霧綜合滅火系統(tǒng)平臺，研究核電廠水系滅火系統(tǒng)的特征參數(shù)變化對抑制和熄滅核電廠典型火源燃燒的有效性和規(guī)律。
[0035]本實用新型提供的大尺度核電火災綜合實驗平臺是目前國內(nèi)第一個針對核電廠典型火災研究方面的大尺度多室實驗平臺。在實驗平臺尺寸方面，本實用新型采用大尺度設計(每個實驗室長6米、寬5米、高4米)，在建筑材料和結(jié)構(gòu)方面，采用與核電廠相似的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，墻壁厚為0.3m，鋼筋型號和水泥要求可參考核電站建設要求。
[0036]本實用新型在實驗平臺設計方面，綜合了多種火災實驗需求，可重復利用，靈活適應多種實驗需求。核電廠機械通風模擬系統(tǒng)通過高溫風機(變頻、耐高溫)、閥門可實現(xiàn)流量控制和選擇性送風、排風;核電廠水系滅火系統(tǒng)采用流量控制、多噴頭選擇，可實現(xiàn)多種水系滅火；另外，為真實模擬核電廠火災煙氣蔓延，本實用新型根據(jù)核電廠常見泄露口，設置了圓形孔泄漏口、方形槽泄漏口和防火門泄漏口，因而臺能夠滿足多種實驗需求。
[0037]核電廠內(nèi)分布著動力電纜、控制電纜、儀表電纜等，電纜安全關(guān)系到核電廠的正常運行，但由于電纜橋架的排布和設置不同，其火災燃燒特性還沒有進行深入研究，本實用新型設計了針對橫向多層電纜橋架和縱向電纜橋架的核電廠電纜火災模擬實驗平臺，可開展火災燃燒特性研究。
[0038]綜上，本實用新型為核電廠火災模擬提供了較為真實的環(huán)境，為核電廠火災動力學發(fā)展過程、影響因素、控制方式、火災模型驗證等研究提供了良好的平臺，對核電火災安全研究的有重要的意義。
[0039]以上所述實施例的各技術(shù)特征可以進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術(shù)特征所有可能的組合都進行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應當認為是本說明書記載的范圍。
[0040]以上所述實施例僅表達了本實用新型的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對實用新型專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本實用新型的保護范圍。因此，本實用新型專利的保護范圍應以所附權(quán)利要求為準。
【主權(quán)項】
1.一種大尺度核電火災綜合實驗平臺，其特征在于，包括:核電廠大尺度雙室結(jié)構(gòu)平臺、核電廠機械通風模擬系統(tǒng)、核電廠電纜火災模擬實驗平臺、核電廠水系滅火系統(tǒng)； 所述核電廠大尺度雙室結(jié)構(gòu)平臺包括通過分隔墻隔離的兩個實驗室，兩個實驗室的頂棚上均設置有排風口和進風口，所述分隔墻上設有泄漏口； 所述核電廠機械通風模擬系統(tǒng)包括送風裝置和排風裝置，所述送風裝置通過所述進風口向所述實驗室送風;所述排風裝置通過所述排風口為所述實驗室排風； 所述核電廠電纜火災模擬實驗平臺包括橫向電纜橋架、縱向電纜橋架以及設置在兩個實驗室中的電纜點火系統(tǒng);所述橫向電纜橋架設置在一個實驗室中，所述縱向電纜橋架設置在另一個實驗室中； 所述核電廠水系滅火系統(tǒng)包括供水栗組、多個噴頭以及供水管路，所述噴頭設置在所述實驗室內(nèi)部，所述供水栗組通過所述供水管路向各個所述噴頭供水。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大尺度核電火災綜合實驗平臺，其特征在于，其中一個實驗室對外的墻壁上設置觀察窗。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的大尺度核電火災綜合實驗平臺，其特征在于，所述泄漏口包括圓形孔泄露口、防火門泄漏口以及方形槽泄漏口。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的大尺度核電火災綜合實驗平臺，其特征在于，所述送風裝置包括第一高溫風機、第一支架、第一通風管道，所述排風裝置包括第二高溫風機、第二支架以及第二通風管道； 所述第一高溫風機設置在所述第一支架上，且與所述第一通風管道的第一端的風口相對應，所述第一通風管道的第二端通過所述進風口向所述實驗室送風； 所述第二高溫風機設置在所述第二支架上，且與所述第二通風管道的第一端的風口相對應，所述第二通風管道的第二端通過所述排風口為所述實驗室排風。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的大尺度核電火災綜合實驗平臺，其特征在于，所述第一通風管道的第二端的風口和所述第二通風管道的第二端的風口均設有過濾器、流量計、閥門以及壓力儀。6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的大尺度核電火災綜合實驗平臺，其特征在于，所述電纜點火系統(tǒng)包含丙烷罐、空氣罐、丙烷流量計、空氣流量計、第一燃燒器以及第二燃燒器;所述丙烷罐分別與所述丙烷流量計、所述第一燃燒器、所述第二燃燒器連接，所述空氣罐分別與所述空氣流量計、所述第一燃燒器、所述第二燃燒器連接;所述第一燃燒器與所述橫向電纜橋架相對設置，所述第二燃燒器與所述縱向電纜橋架相對設置。7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的大尺度核電火災綜合實驗平臺，其特征在于，所述核電廠水系滅火系統(tǒng)還包括進水電磁閥、壓力表;所述進水電磁閥設置在所述供水栗組的外接供水接口上，所述壓力表設置在所述供水管道上。
【文檔編號】G09B25/00GK205508246SQ201620066753
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年1月22日
【發(fā)明人】黃咸家, 畢昆, 劉曉爽, 張龍梅, 黃善清, 姜羲
【申請人】中廣核工程有限公司, 廣州中國科學院工業(yè)技術(shù)研究院