一种水冷安全壳模拟装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及安全壳模型技术领域，尤其是涉及一种水冷安全壳模拟装置。
【背景技术】
[0002]安全壳模型是一种为了对核电厂安全壳进行较好模拟的模型装置。
[0003]通常核电厂在严重事故情况下，放射性物质以气体、蒸汽、气溶胶形式释放。其中，气溶胶是悬浮在气体中的固态或液态颗粒，是放射性物质释放的主要载体，其在空间中扩散、分布和沉积等过程，在反应堆严重事故安全领域受到重点关注。
[0004]在第二代压水堆安全壳中，一般采用干式密封安全壳。安全壳由钢筋混凝土制成，并专门设置了安全壳喷淋系统，可以在事故工况下，降低安全壳内的压力和温度，气溶胶颗粒沉积机理以重力沉降为主，热泳、扩散泳和布朗扩散三种沉积机理相对次要。
[0005]在第三代先进压水堆AP1000中，设置了非能动安全壳冷却系统，该系统由一台与安全壳屏蔽构筑物结构合为一体的储水箱、从水箱经由流量分配装置将水输送至安全壳壳体的管道，以及相关的仪表、管道和阀门构成。非能动安全壳冷却系统能够直接从钢制安全壳容器向环境传递热量。由于非能动安全壳冷却系统能够降低钢制安全壳温度，温度相对降低的安全壳形成冷壁，使安全壳内表面和气空间的温度梯度增强，同时增强了安全壳内的蒸汽冷凝，影响了气溶胶的热泳、扩散泳沉积作用，进而影响了气溶胶在安全壳内的沉积情况。
[0006]但是目前在国际上进行的安全壳内气溶胶迀移行为的研究中，由于研究内容的局限性，并未对第三代核电厂的非能动安全壳冷却系统进行研究分析，设计的安全壳模型不能较好的模拟第三代大型先进压水堆AP1000的非能动安全壳冷却系统。
[0007]而传统的安全壳模型主要以第二代压水堆安全壳作为研究对象，且多数试验均没有安全壳壁面冷却的功能或在文献中没有提及此功能，所以对第三代大型先进压水堆AP1000的研究需要设计新的安全壳模型来模拟非能动安全壳冷却系统。
[0008]鉴于上述缺陷，本实用新型创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本创作。
【实用新型内容】
[0009]本实用新型的目的在于，提供一种水冷安全壳模拟装置，用以克服上述技术缺陷。
[0010]为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案在于，提供一种水冷安全壳模拟装置，其包括:壳体，所述壳体包括一上封头、一筒体和一下封头，所述上封头、所述筒体和所述下封头依次结合，构成所述壳体内部的密闭空间;所述筒体上设置有水套体端板，所述水套体端板将水套体固定于筒体外部;所述水套体上布置有冷却水进水管和冷却水排水管，将冷却水流入流出所述水套体。
[0011]较佳的，所述上封头与所述筒体分别焊接一凹凸法兰，两所述凹凸法兰联通且中间垫有设备法兰垫片，并通过螺栓固定。
[0012]较佳的，所述下封头底部设有蒸汽入口接管，一蒸汽发生器通过所述蒸汽入口接管与所述壳体连接。
[0013]较佳的，所述上封头顶部中心位置设置有气溶胶入口，用于通入气溶胶。
[0014]较佳的，所述壳体上设置有浓度测量接管，一气溶胶浓度测量仪表通过所述浓度测量接管与所述壳体连接，测量所述壳体内部的气溶胶浓度分布。
[0015]较佳的，所述浓度测量接管包括第一浓度测量接管和第二浓度测量接管;所述第一浓度测量接管设置在所述上封头顶部，所述第二浓度测量接管设置在所述筒体上并贯穿所述水套体与所述壳体相连；多个所述第二浓度测量接管设置在所述筒体轴向不同高度处，且高度位置与所述第一浓度测量接管内插入的所述气溶胶浓度测量仪表的端部位置相对应。
[0016]较佳的，所述第一浓度测量接管/所述第二浓度测量接管内插入的所述气溶胶浓度测量仪表为光学粒径谱仪/空气动力学粒径谱仪。
[0017]较佳的，所述壳体上设置有测温接管，所述测温接管内插入接触式测温仪表，测量所述壳体内部的温度。
[0018]较佳的，所述第一测温接管设置在所述上封头顶部，其内插入多根所述接触式测温仪表，所述接触式测温仪表向下深入所述壳体内部不同高度;所述第二测温接管设置在所述筒体上，多个所述接触式测温仪表穿过所述第二测温接管后焊接在所述筒体内壁面不同轴向位置处，测量壁面轴向温度梯度。
[0019]较佳的，所述测温接管还包括设置在所述筒体上的第三测温接管；多个所述接触式测温仪表穿过所述第三测温接管后由所述壳体的内部支撑结构支撑，并以不同的长度沿径向直线布置。
[0020]与现有技术比较本实用新型的有益效果在于:本实用新型提供一种水冷安全壳模拟装置，这样，可将冷却水流入流出水套体，带走所述壳体内产生的热量，从而模拟实际反应堆安全壳的水冷效果，而且通过控制冷却水的温度，可以控制所述壳体温度在预定温度范围，满足所述壳体内进行实验的环境需求;冷却水下进上出可使冷却水充分注入水套体内，冷却效果佳;气溶胶输入之前，需对所述壳体内进行抽真空以尽量减少空气含量对试验结果的影响，在试验开始前抽真空，待真空度满足要求后才开始通气溶胶;将产生的特定参数的蒸汽通入所述壳体中，模拟反应堆事故工况下主回路冷却剂沸腾后安全壳内的水蒸汽环境;测量所述壳体内部空间空气和水蒸汽混合物的湿度，待湿度满足试验要求后通入气溶胶;使气溶胶通入所述壳体后在湍流的作用下，在所述壳体内实现混合均匀的分布；以保证气溶胶均匀分布在所述壳体内；插入不同长度的气溶胶浓度测量接管，以测量所述壳体内部不同深度的气溶胶浓度;第一浓度测量接管连接的气溶胶浓度测量仪表与第二浓度测量接管连接的气溶胶浓度测量仪表相配合，确定同一高度处所述壳体空间内及壁面在相同工况下的气溶胶浓度分布。
【附图说明】
[0021]图1为本实用新型水冷安全壳模拟装置主视图的剖面示意图；
[0022]图2为本实用新型水冷安全壳模拟装置在图1基础上焊接接管后主视图的剖面示意图；
[0023]图3为本实用新型水冷安全壳模拟装置在图1基础上焊接接管后右视图的剖面示意图；
[0024]图中:1-上封头；11一第一浓度测量接管；12—抽真空接管；13—气溶胶入口； 14一湿度仪接管；15—安全阀接管；16—压力表接管；17—第一测温接管；2—筒体;21—水套体端板;22—水套体;23—冷却水排水管;24—冷却水进水管;25—第二浓度测量接管;26—第二测温接管；27—第三测温接管；3—下封头；31—蒸汽入口接管；32—电加热元件接管；33—废液排放管;34—支撑式支座;41 一设备法兰;42—设备法兰垫片。
【具体实施方式】
[0025]以下结合附图，对本实用新型上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。
[0026]如图1、2、3所示，其中，所述水冷安全壳模拟装置包括壳体，所述壳体包括一上封头1、一筒体2、一下封头3，所述上封头1、筒体2、下封头3依次结合，构成壳体内部的密闭空间，所述壳体内部可布置各种不同的测量仪表以及进行各种模拟实验；
[0027]所述筒体2上设置有水套体端板21，通过水套体端板21来将水套体22固定于筒体外部，所述水套体22上布置有冷却水进水管24和冷却水排水管23，可将冷却水流入流出水套体22，带走所述壳体内产生的热量，从而模拟实际反应堆安全壳的水冷效果，而且通过控制冷却水的温度，可以控制所述壳体温度在预定温度范围，满足所述壳体内进行实验的环境需求。
[0028]冷却水进水管24设置在水套体22下部，冷却水排水管23设置在水套体22上部，冷却水下进上出可使冷却水充分注入水套体内，冷却效果佳。
[0029]水套体22与筒体2间隙不宜过大以免降低冷却效果，本实施例中水套体22与筒体2间隙约5mm。
[0030]冷却水进水管23和冷却水排水管24均可布置多根，数量越多则冷却水流量越均匀，流量越均匀则冷却水在水套体22中的分布越均匀，冷却水在水套体22中的分布越均匀则壁温越均匀，本实施例中冷却水进水管23和冷却水排水管24各设置4根。
[0031 ] 实施例一
[0032]如上述所述的水冷安全壳模拟装置，本实施例与其不同之处在于，上封头I顶部设置有抽真空接管12，所述抽真空接管12外接抽真空栗，对壳体内部抽真空。由于本试验是通过不同的气体作为载体将模拟气溶胶颗粒带入所述壳体内部空间，不同的气体包括氮气、氦气、氩气等，为了确定不同的载体对气溶胶颗粒分布的影响，气溶胶输入之前，需对所述壳体内进行抽真空以尽量减少空气含量对试验结果的影响，在试验开始前抽真空，待真空度满足要求后才开始通气溶胶。<