一種溫壓可控的海洋熱工環境模擬系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于核反應堆熱工水力技術研宄領域，涉及一種海洋熱工模擬系統，特別是一種溫壓可控的海洋熱工環境模擬系統。
【背景技術】
[0002]目前，先進核動力反應堆采用非能動安全技術提高反應堆的安全性，為了確保非能動余熱排出能力和長期冷卻特性能夠滿足設計技術指標的要求，需要開展非能動安全系統驗證實驗。在開展艦船核動力反應堆非能動安全系統的實驗研宄時，由于大海為余熱排出系統熱最終熱阱，海洋熱工環境等熱工參數對艦船核動力反應堆非能動安全系統會產生一定的影響，因此海洋熱工環境是實驗中必須模擬的對象。不同的海域或者不同的海洋深度，具有不同的海洋熱工環境，即海水工質、海水壓力和溫度。
[0003]然而，由于條件的限制，模擬原型的熱工實驗裝置通常建立在陸地上，為達到模擬和驗證原型設計方案的目的，海洋熱工環境模擬系統的熱工參數必須與真實海洋環境相同，并且在極端情況下還需要模擬艦船核反應堆運動時所帶來的壓力變化。因此，開發一種溫度和壓力可調式海洋熱工環境模擬系統，解決陸基條件下熱工實驗裝置中海水熱工環境模擬的難題，這成為目前人們普遍關注的問題。
【發明內容】
[0004]為解決陸基條件下熱工實驗裝置中海水熱工環境模擬的難題，本發明公開了一種海洋熱工環境模擬系統。
[0005]本發明所述一種溫壓可控的海洋熱工環境模擬系統，包括海水模擬容器，與海水模擬容器管道連接的氣體穩壓器，所述海水模擬容器與氣體穩壓器之間的管道上設置有隔離閥，所述海水模擬容器和氣體穩壓器分別還設置有補排水閥，所述海水模擬容器內還設置有加熱功率可調的加熱器、換熱功率可調的換熱器、測溫組件、測壓組件和液位計；所述海水模擬容器、氣體穩壓器及管道外壁均敷設有保溫層。
[0006]優選的，所述加熱器位于海水模擬容器內部下半部分，所述換熱器位于海水模擬容器內部上半部分。
[0007]優選的，所述換熱器為盤管換熱器，所述盤管換熱器進口管安裝有冷卻水進口調節閥和流量計。
[0008]具體的，所述流量計為V錐流量計或文丘里流量計。
[0009]優選的，所述海水模擬容器側壁或頂部設置有可視密封窗口。
[0010]優選的，所述氣體穩壓器與氮氣氣源連接。
[0011]優選的，所述氣體穩壓器內還設置有測溫組件、測壓組件和液位計。
[0012]優選的，所述隔離閥為氣動閥。
[0013]采用本發明所述的一種溫壓可控的海洋熱工環境模擬系統，只要將海水工質注入到該系統，通過該系統的調節，可以快速穩定地建立海洋熱工環境，且具有設備組成簡單、操控簡便、性能穩定等特點，并能滿足系統壓力，溫度可調節的要求，解決了陸基條件下熱工實驗裝置中海水環境模擬的難題。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發明所述一種溫壓可控的海洋熱工環境模擬系統的一種【具體實施方式】結構示意圖；
圖中附圖標記名稱為:1-海水模擬容器，2-電熱元件，3-盤管換熱器，4-冷卻水進口調節閥，5-冷卻水流量計，6-氮氣穩壓器，7-隔離閥，8-截止閥，TF-測溫組件，LT-液位計，PT-測壓組件。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖，對本發明的【具體實施方式】作進一步的詳細說明。
[0016]如圖1所示，本發明的一種溫壓可控的海洋熱工環境模擬系統，包括海水模擬容器1，與海水模擬容器I管道連接的氣體穩壓器，所述海水模擬容器I與氣體穩壓器之間的管道上設置有隔離閥7，所述海水模擬容器I和氣體穩壓器分別還設置有補排水閥，所述海水模擬容器I內還設置有加熱功率可調的加熱器、換熱功率可調的換熱器、測溫組件TF、測壓組件PT和液位計LT ;所述海水模擬容器I和管道外壁均敷設有保溫層。
[0017]本發明的目的在于提供一種溫壓可控的海洋熱工環境模擬系統，可用于研宄艦船核反應堆在海水環境下熱工水力特性，達到模擬海洋熱工環境的需求，解決了陸基條件下熱工實驗裝置中海水環境模擬的難題。只要將海水或海水工質注入到該系統，通過該系統的調節，可以快速穩定地建立海洋熱工環境。
[0018]所述海洋熱工環境模擬系統調節方法如下:
實驗開始時，首先關閉隔離閥7，分別對海水模擬容器I和氣體穩壓器利用補排水閥補水；并對氣體穩壓器充氣，將其壓力升至預定值。海水模擬容器I內的壓力通過補水加壓到接近預定值。當海水模擬容器I與氣體穩壓器內的壓力接近時，打開隔離閥7，連通氣體穩壓器和海水模擬容器1，繼續對氣體穩壓器充氣，并將此時連為一體的由海水模擬容器I和氣體穩壓器組成的系統壓力慢慢調節至預定值。隔離閥7可以采用氣動閥，便于實現自動控制。
[0019]隨后，利用加熱器對海水模擬容器I進行升溫；當溫度達到預定值后停止加熱。海水模擬容器1、氣體穩壓器及管道與容器外壁都敷設有保溫層，能夠保持系統內的溫度不變。當來自外部設備的熱量進入到海水模擬容器I時，調節換熱器的換熱功率，在圖1的【具體實施方式】中，換熱器采用盤管換熱器3，開啟盤管換熱器3冷卻水進口調節閥4，調節冷卻水流量，使盤管換熱器3的換熱功率與來自設備的輸出散熱功率相等，保證海水模擬容器I內的溫度不變。當需要模擬不同溫度的海洋熱工環境時，啟用加熱器對系統進行加熱調節；當需要模擬不同壓力的海洋熱工環境時，對氣體穩壓器內充氣并調節至預定壓力。當需要模擬壓力快速下降的海洋熱工環境時，開啟氣體穩壓器的補排水閥向外排水，調節排水速率，可使由由海水模擬容器I和氣體穩壓器組成的海洋熱工環境模擬系統的壓力快速下降并滿足特定的下降速率要求。當需要模擬壓力快速上升的海洋熱工環境時，開啟氣體穩壓器的補排水閥向內補水，控制補水速率，可使海洋熱工環境模擬系統的壓力快速上身并滿足特定的上升速率要求。利用測溫組件TF、測壓組件PT和液位計LT對海水模擬容器I進行實時監測，作為海洋熱