基于先进小型堆用真空喷射特性试验系统的制作方法

本发明涉及核工业安全，具体涉及一种基于先进小型堆用真空喷射特性试验系统。

背景技术：

1、loca事故情况下，高能管道破裂导致大量高温、高压流体喷射进入安全壳内，形成长时间临界流喷射，高压流体对安全壳内的各种设备、材料进行冲击可能导致大量碎片产生，碎片可能随冷却水进入堆芯堵塞流动通道，使冷却剂流动阻力增大，降低了堆芯热量的排出能力，增大了反应堆过热和放射性物质的泄露风险。

2、相较于目前的压水堆核电站，先进小型堆中受空间因素限制，安全壳内并未设置滤网，这就对安全壳内碎片源项的要求极高，确保事故后喷射不会导致碎片材料产生。

3、与此同时，先进小型堆运行过程中安全壳采取抽真空措施，事故后从破口喷射出的流体不会受到空气阻力的影响，射流流体的能量不会受空气的阻碍而快速衰减，射流流体在较长的喷射距离上仍有较强的动能和势能，从而保持较强的破坏性。

4、而且，先进小型堆破口工况较传统堆型而言更加苛刻，对周围物项的影响破坏更加严重，目前已有的核电厂loca事故喷射研究多基于常压环境中进行，相关的喷射参数和结论不适用于先进小型堆。

5、基于此，本申请发明人提出一种基于先进小型堆用真空喷射特性试验系统，以期解决上述技术问题。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中先进小型堆loca喷射研究数据获取不便的缺陷，提供一种基于先进小型堆用真空喷射特性试验系统。

2、本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

3、本发明提供了一种基于先进小型堆用真空喷射特性试验系统，其特点在于，包括：

4、承压容器，一侧连接有供水系统和供气系统，所述供水系统和所述供气系统分别用于向所述承压容器提供实验水和实验气，所述承压容器上设有喷射管线；

5、真空容器，设于所述承压容器一侧，所述喷射管线一端与所述真空容器连通；

6、测量系统，设于所述喷射管线和所述真空容器内，所述测量系统用于监测喷射流体的喷射数据。

7、根据本发明的一个实施例，所述测量系统包括第一测量组件和第二测量组件，所述第一测量组件设于所述喷射管线上，所述第二测量组件设于所述真空容器内；

8、所述第一测量组件用于测量喷射流体流经所述喷射管线的流量、压力以及温度；

9、所述第二测量组件用于测量喷射流体喷至所述真空容器内的滞止压力和速度；

10、所述承压容器外侧还设有加热保温机构，所述加热保温机构用于对所述承压容器进行加热保温。

11、根据本发明的一个实施例，所述第一测量组件包括流量计、压力传感器以及温度传感器，所述喷射管线上还设有第一开关阀；

12、所述第二测量组件包括测量固定件和与所述测量固定件相滑动配合的滑轨，所述滑轨的长度延伸方向与喷射流体的喷射路径一致，所述测量固定件用于接收喷射流体，以得到喷射流体的滞止压力以及速度。

13、根据本发明的一个实施例，所述承压容器内设有第一监测机构，所述真空容器内设有第二监测机构，所述承压容器和所述真空容器外侧还设有监测系统，所述监测系统分别与所述第一监测机构和所述第二监测机构耦接，以接收所述承压容器和所述真空容器内的温度和压力数据；

14、所述承压容器和所述真空容器外侧还设有控制系统，所述控制系统用于控制所述加热保温机构以及所述第一开关阀的启闭。

15、根据本发明的一个实施例，所述第二测量组件还包括光源和摄像机构，所述光源和所述摄像机构分别对应设于所述真空容器的相对两侧，所述摄像机构与所述光源之间的连线与喷射流体在所述真空容器的喷射路径夹角设置；

16、所述真空容器在所述光源和所述摄像机构处分别设有可视化窗口，所述摄像机构用于拍摄喷射流体在所述真空容器内的图像，以确定喷射流体的流动机理以及特性。

17、根据本发明的一个实施例，所述光源和所述摄像机构位于所述测量固定件的上游；

18、所述测量固定件远离所述摄像机构和所述光源的一侧还设有扰流机构。

19、根据本发明的一个实施例，所述喷射管线一端设有可调喷嘴，所述可调喷嘴延伸至所述真空容器内。

20、根据本发明的一个实施例，所述真空容器上还设有抽真空流路和第一排气流路，所述抽真空流路用于对所述真空容器进行抽真空，所述第一排气流路用于在试验完成后进行排气；

21、所述抽真空流路上设有第二开关阀，所述第一排气流路上设有第三开关阀。

22、根据本发明的一个实施例，所述承压容器外侧还设有排水池，所述承压容器底部设有第一排水流路，所述真空容器底部还设有第二排水流路，所述第二排水流路一端与所述排水池连通；

23、所述第一排水流路上设有第四开关阀，所述第二排水流路上设有第五开关阀。

24、根据本发明的一个实施例，所述承压容器顶部还设有第二排气流路，所述第二排气流路上设有第六开关阀。

25、根据本发明的一个实施例，所述供水系统包括储水箱和与所述储水箱连通的供水流路，所述供水流路一端与所述承压容器连通；

26、所述供水流路上设有补水泵和第七开关阀。

27、根据本发明的一个实施例，所述供气系统包括至少一个气源和与所述气源连通的供气流路，所述供气流路上设有第八开关阀；

28、所述供气流路上还设有监测组件，用于对气体的流量、压力以及温度值进行监测。

29、本发明的积极进步效果在于：

30、本发明基于先进小型堆用真空喷射特性试验系统，设置承压容器和真空容器，然后在承压容器与真空容器之间设置喷射管线，通过模化分析loca工况下高压喷射流体流动特性，确定其中的关键参数和关键影响因素，进而确定以上参数与真空环境下高压喷射流体流动特性之间的作用关系，形成真空喷射特性研究参数数据库，为后续相关理论模型的开发和验证提供数据支撑，提升先进小型堆设计的安全性。

技术特征：

1.一种基于先进小型堆用真空喷射特性试验系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于先进小型堆用真空喷射特性试验系统，其特征在于，所述测量系统包括第一测量组件和第二测量组件，所述第一测量组件设于所述喷射管线上，所述第二测量组件设于所述真空容器内；

3.根据权利要求2所述的基于先进小型堆用真空喷射特性试验系统，其特征在于，所述第一测量组件包括流量计、压力传感器以及温度传感器，所述喷射管线上还设有第一开关阀；

4.根据权利要求3所述的基于先进小型堆用真空喷射特性试验系统，其特征在于，所述承压容器内设有第一监测机构，所述真空容器内设有第二监测机构，所述承压容器和所述真空容器外侧还设有监测系统，所述监测系统分别与所述第一监测机构和所述第二监测机构耦接，以接收所述承压容器和所述真空容器内的温度和压力数据；

5.根据权利要求3所述的基于先进小型堆用真空喷射特性试验系统，其特征在于，所述第二测量组件还包括光源和摄像机构，所述光源和所述摄像机构分别对应设于所述真空容器的相对两侧，所述摄像机构与所述光源之间的连线与喷射流体在所述真空容器的喷射路径夹角设置；

6.根据权利要求5所述的基于先进小型堆用真空喷射特性试验系统，其特征在于，所述光源和所述摄像机构位于所述测量固定件的上游；

7.根据权利要求1所述的基于先进小型堆用真空喷射特性试验系统，其特征在于，所述喷射管线一端设有可调喷嘴，所述可调喷嘴延伸至所述真空容器内。

8.根据权利要求1所述的基于先进小型堆用真空喷射特性试验系统，其特征在于，所述真空容器上还设有抽真空流路和第一排气流路，所述抽真空流路用于对所述真空容器进行抽真空，所述第一排气流路用于在试验完成后进行排气；

9.根据权利要求8所述的基于先进小型堆用真空喷射特性试验系统，其特征在于，所述承压容器外侧还设有排水池，所述承压容器底部设有第一排水流路，所述真空容器底部还设有第二排水流路，所述第二排水流路一端与所述排水池连通；

10.根据权利要求1所述的基于先进小型堆用真空喷射特性试验系统，其特征在于，所述承压容器顶部还设有第二排气流路，所述第二排气流路上设有第六开关阀。

11.根据权利要求1所述的基于先进小型堆用真空喷射特性试验系统，其特征在于，所述供水系统包括储水箱和与所述储水箱连通的供水流路，所述供水流路一端与所述承压容器连通；

12.根据权利要求1所述的基于先进小型堆用真空喷射特性试验系统，其特征在于，所述供气系统包括至少一个气源和与所述气源连通的供气流路，所述供气流路上设有第八开关阀；

技术总结本发明提供一种基于先进小型堆用真空喷射特性试验系统，包括承压容器、真空容器以及测量系统，承压容器一侧连接有供水系统和供气系统，供水系统和供气系统分别用于向承压容器提供实验水和实验气，承压容器上设有喷射管线；真空容器设于承压容器一侧，喷射管线一端与真空容器连通；测量系统设于喷射管线和真空容器内，测量系统用于监测喷射流体的喷射数据。上述试验系统，通过模化分析LOCA工况下高压喷射流体流动特性，确定其中的关键参数和关键影响因素，进而确定以上参数与真空环境下高压喷射流体流动特性之间的作用关系，形成真空喷射特性研究参数数据库，为后续相关理论模型的开发和验证提供数据支撑，提升先进小型堆设计的安全性。技术研发人员：刘汉臣,武心壮,郭丹丹,颜岩,虞宏,向文娟,黄若涛,施伟,邱健受保护的技术使用者：上海核工程研究设计院股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/1