專利名稱：非能動安全壓水堆核島主系統模擬運行儀器的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于核電能源技術領域，特別涉及非能動安全壓水堆核島主系統模擬運行儀器。
背景技術：
核電站核島安全殼內部具有嚴格的封閉性，使得核電廠員工以及核電專業學生無法對其內部正常工況下一、二回路的循環過程以及LOCA失水事故工況下安全注射系統和非能動余熱排出熱交換器的運行過程有直觀的了解。而目前，廣泛用于教學的演示模型多為塑料或泡沫制成的靜態模型，無法實現各運行過程的動態模擬。
實用新型內容本實用新型針對上述缺陷公開了非能動安全壓水堆核島主系統模擬運行儀器。本實用新型涉及一種能夠用于實驗和教學的先進壓水堆一回路正常運行工況和LOCA失水事故工況下安注水箱、堆芯補水箱、內置換料水箱、非能動余熱排出熱交換器運行過程的實驗儀器。非能動安全壓水堆核島主系統模擬運行儀器的結構如下堆芯補水箱、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、穩壓器、安全閥、第二壓力計、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、蒸汽發生器、噴射泵和閥門通過管路裝配在一起，蒸汽發生器、第三電磁閥、非能動余熱排出熱交換器、第一熱電偶、進水口、第二主進水閥、手動調節角閥、離心泵、泄漏閥、第四熱電偶、壓力容器和閥門通過管路裝配在一起，非能動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、壓力容器和閥門通過管路裝配在一起。所述壓力容器的左端、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；所述壓力容器的右側安裝有第一主進水閥。所述蒸汽發生器上裝有第一壓力計、第二熱電偶、蒸汽發生器進水口和蒸汽發生器出水口。所述噴射泵安裝在換料水箱的左側。所述蒸汽發生器、U形管、穩壓器、壓力容器、安注箱、堆芯補水箱、換料水箱、非能動余熱排出熱交換器和管路均由玻璃制成。所述蒸汽發生器的下封頭呈半球形，蒸汽發生器由隔板分成兩個水室進水室和出水室；所述蒸汽發生器的內部并聯了 1(Γ20根平行的U形管。本實用新型的有益效果為本實用新型能夠對核電站核島安全殼內部正常工況下一、二回路的循環過程以及LOCA失水事故工況下安全注射系統和非能動余熱排出熱交換器的運行過程有直觀的了解。
圖I是本實用新型所述的AP1000核島主系統模擬運行儀器平面圖。圖中標號I-蒸汽發生器；2_穩壓器；3_壓力容器；4_安注箱；5_堆芯補水箱；6_換料水箱；7-噴射泵；8-非能動余熱排出熱交換器；9-蒸汽發生器進水口 ；10_蒸汽發生器出水口 ；11-第一熱電偶；12_進水口 ；13_手動調節角閥；14_離心泵；15_泄漏閥；16_第一壓力計；17-第二熱電偶；18_第二熱電偶；19_第二壓力計；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-第一主進水閥；29-第二主進水閥；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。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步詳細說明本實用新型提供了一種用于教學實驗的AP1000核島主系統模擬運行儀器，下面對具體實驗步驟和原理對本實用新型做進一步說明。如圖I所示，非能動安全壓水堆核島主系統模擬運行儀器的結構如下堆芯補水箱5、第一電磁閥30、第二電磁閥31、安注箱4、壓力容器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、穩壓器2、安全閥20、第二壓力計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、蒸汽發生器I、噴射泵7和閥門通過管路裝配在一起，蒸汽發生器I、第三電磁閥32、非能動余熱排出熱交換器8、第一熱電偶11、進水口 12、第二主進水閥29、手動調節角閥13、離心泵14、泄漏閥15、第四熱電偶21、壓力容器3和閥門通過管路裝配在一起，非能動余熱排出熱交換器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、壓力容器3和閥門通過管路裝配在一起。壓力容器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 ;所述壓力容器3的右側安裝有第一主進水閥28。蒸汽發生器I上裝有第一壓力計16、第二熱電偶17、蒸汽發生器進水口 9和蒸汽發生器出水口 10。噴射泵7安裝在換料水箱6的左側。蒸汽發生器1、U形管34、穩壓器2、壓力容器3、安注箱4、堆芯補水箱5、換料水箱
6、非能動余熱排出熱交換器8和管路均由玻璃制成。非能動余熱排出熱交換器8由熱交換性能良好的玻璃管制成。所述蒸汽發生器I的下封頭呈半球形，蒸汽發生器I由隔板分成兩個水室進水室和出水室；所述蒸汽發生器I的內部并聯了 1(Γ20根平行的U形管34，增大了換熱面積，從而提聞的傳熱效率。本實用新型根據先進壓水堆核島內部構件組成及非能動安全系統工作原理，本實用新型采用強迫循環。以水作為一、二回路以及非能動安全注射系統中的工質。一回路主要包括壓力容器3、離心泵14、U形管34、穩壓器2和相應的管道閥門。二回路主要為蒸汽發生器I。AP1000核島主系統模擬運行儀器所有部件均由鋼架支撐。一回路中的工質通過水泵提供動力在一回路中循環流動，進入蒸汽發生器I下封頭中的進水室，然后進入并聯的U形管34中，通過管壁把熱量傳遞給二回路。穩壓器2上有一個安全閥20，當一回路的壓力超過安全壓力，則安全閥20自動泄壓。本實用新型的工作過程如下I)確定實驗設備各個閥門狀態壓力容器3頂部的閥門開啟；泄壓閥27開啟；手 動調節角閥13關閉；泄漏閥15關閉；第一主進水閥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關閉。2)向一回路注水，要求冷卻劑以很大的速度流經一回路，這樣可以沖掉U形管34內頂部的氣泡。3)打開穩壓器2上的出水口，以使穩壓器2里水位達到合適的高度。4)打開離心泵14電源，觀察一回路強迫循環過程。5)打開泄漏閥15，使一回路的水從泄漏閥處流出，模擬一回路冷段小破口失水事故。6)穩壓器2水位下降，當水位降至穩壓器2的1/4高度時，第一電磁閥30打開，堆芯補水箱5開始向一回路進行補水。7)在堆芯補水箱5向一回路進行補水的同時第三電磁閥32打開，非能動余熱排出熱交換器8開始運行。8)堆芯補水箱5中水位降至1/5高度時，第二電磁閥31打開，安注箱4開始向一回路注水。9)當壓力容器3內加熱棒開始裸露時，第四電磁閥33打開，換料水箱6開始向堆芯補水。10)補水過程觀察一段時間后關閉泄露閥15，穩壓器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自動關閉。11)關閉離心泵14電源。本實用新型使用離心泵14為一回路循環提供動力，以實現一回路強迫循環過程。本實用新型以實現一回路冷段小破口失水事故工況下安注4箱、堆芯補水箱5和換料水箱6的動作過程。本實用新型可以實現非能動余熱排出熱交換器8的熱交換過程。
權利要求1.非能動安全壓水堆核島主系統模擬運行儀器，其特征在于，它的結構如下堆芯補水箱(5)、第一電磁閥(30)、第二電磁閥(31)、安注箱(4)、壓力容器(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)、穩壓器(2)、安全閥(20)、第二壓力計(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)、蒸汽發生器(I)、噴射泵(7)和閥門通過管路裝配在一起，蒸汽發生器(I)、第三電磁閥(32)、非能動余熱排出熱交換器(8)、第一熱電偶(11)、進水口(12)、第二主進水閥(29)、手動調節角閥(13)、離心泵(14)、泄漏閥(15)、第四熱電偶(21)、壓力容器(3)和閥門通過管路裝配在一起，非能動余熱排出熱交換器(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)、壓力容器(3)和閥門通過管路裝配在一起。
2.根據權利要求I所述的非能動安全壓水堆核島主系統模擬運行儀器，其特征在于，所述壓力容器(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);所述壓力容器(3)的右側安裝有第一主進水閥(28)。
3.根據權利要求I所述的非能動安全壓水堆核島主系統模擬運行儀器，其特征在于，所述蒸汽發生器(I)上裝有第一壓力計(16)、第二熱電偶(17)、蒸汽發生器進水口(9)和蒸汽發生器出水口(10)。
4.根據權利要求I所述的非能動安全壓水堆核島主系統模擬運行儀器，其特征在于，所述噴射泵(7)安裝在換料水箱(6)的左側。
5.根據權利要求I所述的非能動安全壓水堆核島主系統模擬運行儀器，其特征在于，所述蒸汽發生器(I)、U形管(34)、穩壓器(2)、壓力容器(3)、安注箱(4)、堆芯補水箱(5)、換料水箱(6 )、非能動余熱排出熱交換器(8 )和管路均由玻璃制成。
6.根據權利要求I所述的非能動安全壓水堆核島主系統模擬運行儀器，其特征在于，所述蒸汽發生器(I)的下封頭呈半球形，蒸汽發生器(I)由隔板分成兩個水室進水室和出水室； 所述蒸汽發生器(I)的內部并聯了 1(Γ20根平行的U形管(34 )。
專利摘要本實用新型公開了屬于核電能源技術領域的非能動安全壓水堆核島主系統模擬運行儀器。它的結構如下堆芯補水箱、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、穩壓器、安全閥、第二壓力計、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、蒸汽發生器、噴射泵和閥門通過管路裝配在一起。本實用新型的有益效果為本實用新型能夠對核電站核島安全殼內部正常工況下一、二回路的循環過程以及LOCA失水事故工況下安全注射系統和非能動余熱排出熱交換器的運行過程有直觀的了解。
文檔編號G09B25/00GK202662218SQ20122026135
公開日2013年1月9日 申請日期2012年6月4日 優先權日2012年6月4日
發明者牛風雷, 張君南 申請人:華北電力大學