核電站反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)半管運行液位試驗系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及核電站反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)和余熱排出系統(tǒng)，尤其涉及一種核電站反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)半管運行液位試驗系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]半管運行是指壓水堆核電站反應(yīng)堆換料停堆和設(shè)備維修期間，主回路疏水至主管道中心位置附近的一種運行工況，也稱為半充水運行工況。
[0003]半管運行時依靠余熱排出系統(tǒng)(RHRS)來帶走堆芯余熱，如果此時喪失余熱排出能力，就會危及堆芯安全，造成堆芯沸騰直至堆芯裸露。早期核電站的設(shè)計和運行始終將電站安全的重點放在反應(yīng)堆功率運行的工況，對停堆后可能發(fā)生的事故未給予重視，對其認識也不夠充分，傳統(tǒng)地認為反應(yīng)堆停堆后衰變產(chǎn)熱不會造成嚴重后果。然而美國核管會NRC曾公布了多起發(fā)生在半管運行工況下的事件。
[0004]半管運行期間引起冷卻喪失的主要原因有余熱排出管(RHR管)吸入口由于吸入空氣形成渦流或者氣穴，從而造成泵斷流事件，以及RHR泵入口壓力低引起氣蝕等。在核電發(fā)展的進程中，越來越強調(diào)安全的重要性，盡可能將安全隱患消除在設(shè)計之初。因此，研宄半管運行期間反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)環(huán)路的臨界液位對于保證RHR泵正常運行，而不會出現(xiàn)漩渦或者吸空，從而確保反應(yīng)堆換料停堆和設(shè)備維修期間的安全運行具有十分重要的意義。
[0005]因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員致力于開發(fā)一種核電站反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)半管運行液位試驗系統(tǒng)，針對半管運行中存在的問題，對實際的反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)建立合理的簡化模型。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種核電站反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)半管運行液位試驗系統(tǒng)，以研宄并確定不同結(jié)構(gòu)參數(shù)和流動參數(shù)下的主管道臨界液位，由此來得到關(guān)鍵參數(shù)對主管道臨界液位的影響規(guī)律，從而為工程設(shè)計和分析提供支持。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種核電站反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)半管運行液位試驗系統(tǒng)，其特征在于，包括連通的第一水箱和第一管道系統(tǒng)；所述第一水箱包括第一出口、第二出口和第一入口，所述第一管道系統(tǒng)連接在所述第一出口和所述第一入口之間，所述第一出口高于所述第一入口 ；所述第二出口低于所述第一出口且高于所述第一入口，用于排出所述第一水箱內(nèi)的液體；所述第一管道系統(tǒng)包括水平設(shè)置的第一管道，所述第一管道上設(shè)置有至少一個液位計，所述液位計用于測量所述第一管道內(nèi)的液體在所述液位計處的液位。
[0008]進一步地，所述第一管道連接在所述第一出口處，所述第一管道是至少部分地透明的。
[0009]進一步地，所述第一水箱內(nèi)設(shè)置有加熱裝置和測溫裝置，用于對所述第一水箱內(nèi)的所述液體加熱和測溫。
[0010]進一步地，所述第一管道系統(tǒng)還包括T形管道，所述T形管道的兩個開口分別通過第一法蘭和第二法蘭連接于所述第一管道中，所述T形管道是至少部分地透明的；核電站反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)半管運行液位試驗系統(tǒng)還包括可視化系統(tǒng)，所述可視化系統(tǒng)對準所述T形管道，用于獲取所述T形管道內(nèi)的液體的液面的圖像。
[0011]進一步地，所述第一管道系統(tǒng)還包括軟管和第二管道，所述T形管道的第三個開口與所述軟管的一端相連，所述軟管的另一端與所述第二管道的一端相連。
[0012]進一步地，所述第一管道系統(tǒng)還包括并聯(lián)的第一支管和第二支管，所述并聯(lián)的第一支管和第二支管的一端與所述第二管道的另一端相連，所述并聯(lián)的第一支管和第二支管的另一端與所述第一入口相連。
[0013]進一步地，還包括含氣率測量裝置、閥門和測壓裝置，所述含氣率測量裝置、閥門和測壓裝置布置在所述第二管道上。
[0014]進一步地，所述第一支管上設(shè)置有第一閥門、第一流量計和第一泵，所述第二支管上設(shè)置有第二閥門、第二流量計和第二泵；所述第一泵用于將通過所述第一管道、所述T形管道、所述軟管和所述第二管道離開所述第一水箱的液體通過所述第一支管泵回所述第一水箱，所述第二支管用于將通過所述第一管道、所述T形管道、所述軟管和所述第二管道離開所述第一水箱的液體通過所述第二支管泵回所述第一水箱。
[0015]進一步地，還包括第二水箱和第二管道系統(tǒng)，所述第二管道系統(tǒng)包括第三管道和第四管道，所述第三管道的一端通過第三閥門連接到所述第一水箱的所述第二出口，另一端穿過所述第二水箱的頂部開口進入所述第二水箱，所述第二水箱的下部設(shè)有出口，所述第四管道的一端通過第四閥門與所述第二水箱的所述出口相連，另一端穿過所述第一水箱的頂部開口進入所述第一水箱，所述第四管道上設(shè)有泵以將所述第二水箱中的液體泵入所述第一水箱。
[0016]進一步地，所述第一水箱的所述第一入口和所述第一出口處皆布置有濾網(wǎng)。
[0017]在本發(fā)明的較佳實施方式中，提供了一種核電站反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)半管運行液位試驗系統(tǒng)，包括第一水箱、第二水箱、第一管道系統(tǒng)和第二管道系統(tǒng)；第一管道系統(tǒng)連接在第一水箱的第一出口和第一入口之間，其包括一個透明的水平布置的第一管道，第一管道的一端與第一出口相連，另一端封閉或敞口 ；一個透明的T形管道連接在第一管道中，其第三個開口與軟管相連，軟管、第二管道以及并聯(lián)的第一支管和第二支管依次連接直到第一水箱的第一入口。第一水箱內(nèi)還包括用于對其中的液體加熱及測溫的加熱裝置和測溫裝置，由此，通過調(diào)節(jié)加熱裝置以及調(diào)節(jié)設(shè)置在第一支管和/或第二支管上的閥門和泵，可以獲得具有所需溫度的穩(wěn)定的循環(huán)流動于第一水箱和第一管道系統(tǒng)中的流體。當打開連接到第二管道系統(tǒng)的第一水箱的第二出口處的第三閥門，第一水箱內(nèi)的液體通過第三管道進入第二水箱，由此第一水箱內(nèi)液面下降。通過可視化系統(tǒng)獲取T形管道內(nèi)的液體的液面的圖像，可以監(jiān)控到T形管道內(nèi)的液體產(chǎn)生漩渦的時刻，此時通過液位計測量第一管道內(nèi)的液體在該液位計處的液位，可以獲得反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)半管運行臨界液位的信息。測量完成后，打開第二水箱的出口，第二管道系統(tǒng)上的泵能將第二水箱內(nèi)的液體通過第四管道泵回第一水箱，從而繼續(xù)下一輪的試驗觀測。
[0018]由此可見，本發(fā)明的核電站反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)半管運行液位試驗系統(tǒng)能夠很好地模擬出反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)的半管運行時其中液體液位的變化，由此開展液位試驗，獲取液位尤其是臨界液位的信息，從而方便地開展對核電站反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)半管運行的研宄。本發(fā)明還具有以下優(yōu)點:采用雙水箱設(shè)計，其中第一水箱及其第一入口和第一出口處設(shè)置的濾網(wǎng)能保證形成穩(wěn)定的流體循環(huán)，第二水箱用于接受第一水箱的排水，能保證第一水箱液位穩(wěn)定的下降；設(shè)置在第一水箱中的加熱裝置能保證流體的溫度與核電站的反應(yīng)堆冷卻劑溫度保持一致，從而獲得較好的模擬結(jié)果；透明的第一管道和T形管道與可視化系統(tǒng)配合，能便于監(jiān)測液體的液位的變化，尤其是其中漩渦的形成過程；T形管道和軟管的布置，能便于更換、拆卸；較佳地選用不同管徑的第一支管和第二支管的并聯(lián)布置方式，配合采用不同量程的泵和流量計，從而能對不同的流量啟用不同的支管以及泵和流量計，從而保證試驗的測量精度。
[0019]以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進一步說明，以充分地了解本發(fā)明的目的、特征和效果。
【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明的核電站反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)半管運行液位試驗系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0021]如圖1所示，在一個較佳的實施例中，是本發(fā)明的核電站反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)半管運行液位試驗系統(tǒng)包括第一水箱100和第一管道系統(tǒng)200。第一水箱100是一個敞口水箱，即其具有頂部開口，另外，其還具有第一出口 101、第一入口 102和第二出口 103。第一入口102設(shè)置在第一水箱100的下半部分，第一出口設(shè)置在第一水箱100的上半部分，第二出口103的位置低于第一出口 101而高于第一入口 102。第一管道系統(tǒng)200與第一水箱100連通，其連接在第一出口 101和第一入口 102之間，由此第一水箱100和第一管道系統(tǒng)200內(nèi)的液體能夠形成循環(huán)的流體。
[0022]本實施例中，第一管道系統(tǒng)200包括第一管道210，第一管道210的一端連接到第一出口 101，另一端封閉或敞口。第一管道210被布置為水平，即其在水平面上延伸，較佳地，其為至少部分透明的管道以使從外部觀測其內(nèi)的液體(及觀測液體的液面)成為可能。第一管道210上設(shè)置有諸如液位計211的多個液位計，用于測量第一管道210內(nèi)的液體在不同位置處的液位。在第一管道210的長度方向上，這多個液位計可以是均勻的分布(即任意兩個相鄰的液位計之間的距離皆相等)，也可以是不均勻的分布。
[0023]第一管道210的中部連接有T形管道220，T形管道220的兩個開口分別通過法蘭221,222連接于第一管道210，T形管道220的第三個開口與軟管230的一端相連。由此，第一水箱100中的液體能依次通過第一出口 101、第一管道210和T形管道220，從上述的T形管道220的第三個開口流到軟管230。T形管道220為試驗段，即應(yīng)用本發(fā)明開展的試驗的檢測目標為T形管道220內(nèi)的液體。較佳地，T形管道220為至少部分透明的管道以使從外部觀測其內(nèi)的液體(及觀測液體的液面)成為可能。可視化系統(tǒng)212布置在第一管道系統(tǒng)200之外，其對準T形管道220，以獲取T形管道220內(nèi)的液體的液面的圖像。具體地，可視化系統(tǒng)212可以是相機或攝像機，其鏡頭對準T形管道220，尤其是T形管道220的三個管道部分的交會處。另外，較佳地，在法蘭221、222處分別設(shè)置一個液位計，以測量法蘭221、222處的液體的液位。
[0024]軟管230的另一端與第二管道240相連，第二管道240用于模擬核電站反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)的余熱排出管道，其上設(shè)置有含氣率測量裝置241、閥門242和測壓裝置243。含氣率測量裝置241是用于測量所在處的液體內(nèi)含有空氣的比率的裝置，可以采用市售的該類裝置，也可以定制或自制。閥門242用于關(guān)斷或打開第二管道240以阻擋或允許液體從第二管道240的一端流到其另一端。測壓裝置243用于測量所在處的液體的壓力，其可以是市售的液壓計，也可以定制或自制。
[0025]在第二管道240與第一入口 102之間是一段并聯(lián)的管道結(jié)構(gòu)，具體地為并聯(lián)的第一支管250和第二支管260，較佳地，第一支管250和第二支管260的管徑不同。本實施例中，第一支管250的管