核电站安全分析的试验系统和试验方法与流程

本技术涉及核电站安全分析的试验，特别是涉及核电站安全分析的试验方法。

背景技术：

1、上世纪九十年代以来，国外核电机组发生多起安全壳内地坑滤网堵塞事件，各国纷纷开展相关研究和地坑滤网设备改造工作。但随着地坑滤网问题研究的深入，改造后的地坑滤网设备虽已不存在堵塞风险，但部分细小的碎渣(含化学反应生成的化学沉淀物)能够穿过地坑滤网的网孔到达堆芯，造成堆芯的堵塞，影响堆芯余热排出。

2、然而，目前针对上述问题开展相关试验及理论分析研究所得的试验装置和试验方法并不能完全满足堆芯内燃料组件流体力学特性研究和堆外的下游效应研究，核电厂专设安全系统等的运行过程中，不能对堆芯燃料组件和下游设备组件同时进行模拟，从而导致管路模拟系统所得到的数据真实性较差，试验过程中存在诸多保守性分析。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对目前的试验装置和试验方法不能对堆芯燃料组件和下游设备组件同时进行模拟，从而导致管路模拟系统所得到的数据真实性较差，试验过程中存在诸多保守性分析的问题，提供一种核电站安全分析的试验系统和试验方法。

2、一种核电站安全分析的试验系统，包括：循环主管路、安全注入模拟管路以及下游设备组件研究管路；

3、所述循环主管路包括通过管道依次连通的碎渣添加箱、碎渣进料阀、试验水箱、第一主管路阀、循环泵、温控模块、第二主管路阀、第一调节阀、以及第二调节阀，所述第二调节阀的输出端的管道与碎渣添加箱连通；所述试验水箱的输入端与所述碎渣进料阀的输出端的管道连通，所述试验水箱安装有地坑滤网样机，所述试验水箱的输出端通过所述地坑滤网样机与所述第一主管路阀的输入端的管道连通；所述安全注入模拟管路包括通过管道依次连接的第三调节阀和堆芯燃料组件模拟件，所述第三调节阀的输入端的管道连通于所述温控模块和所述第一调节阀之间的管道，所述堆芯燃料组件模拟件的输出端的管道与所述第一调节阀的输出端的管道连通；所述下游设备组件研究管路包括通过管道依次连通的第五调节阀和下游设备组件，所述第五调节阀的输入端的管道和所述温控模块的输出端的管道连通，所述堆芯燃料组件模拟件的输出端与所述第一调节阀的输出端的管道连通。

4、上述的核电站安全分析的试验系统在实际使用中，通过向碎渣添加箱中添加碎渣并打开碎渣进料阀，使得含碎渣的液体进入试验水箱，并通过地坑滤网样机输出试验水箱，打开第一主管路阀，使得含碎渣的液体依次通过循环泵，温控模块、第一调节阀、以及第二调节阀，随后含碎渣的液体重新回到碎渣添加箱。同时，安全注入模拟管路包括通过管道依次连接的第三调节阀和堆芯燃料组件模拟件，第三调节阀的输入端的管道连通于温控模块和第一调节阀之间的管道，堆芯燃料组件模拟件的输出端的管道与第一调节阀的输出端的管道连通，因此含碎渣的液体通过温控模块后进入安全注入模拟管路，并通过堆芯燃料组件模拟件，在堆芯燃料组件模拟件处即可观察堆芯燃料组件模拟件的碎渣堵塞情况。其中，循环泵为液体提供循环动力，温控模块控制核电站安全分析的试验系统中液体的温度。下游设备组件研究管路包括通过管道依次连通的第五调节阀和下游设备组件，第五调节阀的输入端的管道和温控模块的输出端的管道连通，堆芯燃料组件模拟件的输出端与第一调节阀的输出端的管道连通，因此含碎渣的液体通过温控模块后进入下游设备组件研究管路，并通过下游设备组件，完成循环后将下游设备组件拆检即可观察下游设备组件的碎渣堵塞情况。因此本技术通过将循环主管路、安全注入模拟管路以及下游设备组件研究管路通过上述的排布方式连通，实现了同时对堆芯燃料组件模拟件和下游设备组件进行了碎渣堵塞模拟，从而提高核电站安全分析的试验系统所得到的数据真实性。

5、在一实施例中，所述的核电站安全分析的试验系统还包括第一流量计和第二流量计；

6、所述第一流量计连接于所述循环泵和所述温控模块之间的管道；

7、所述第二流量计的输入端通过管道连接于温控模块与第一调节阀与之间的管道；

8、所述第二流量计的输出端通过管道同时与所述第三调节阀的输入端的管道和所述第五调节阀的输入端的管道连接。

9、在一实施例中，所述的安全注入模拟管路还包括第一碎渣收集支路和第四调节阀；

10、所述第一碎渣收集支路包括依次连通的第一碎渣收集支路调节阀和第一碎渣收集器，所述第四调节阀和所述第二收集阀的输入端的管道连通并同时与所述第一调节阀的输出端的管道连通；

11、所述第四调节阀的输出端的管道和所述第一碎渣收集器的输出端的管道连通并同时与所述上水箱连通。

12、在一实施例中，所述的核电站安全分析的试验系统还包括安全壳喷淋模拟管路和第二主管路阀；

13、所述第二主管路阀的输入端的管道与所述温控模块的输出端的管道连接，所述第二主管路阀的输出端的管道同时和所述第一调节阀的输入端的管道以及所述第二流量计的输入端的管道连接；

14、所述安全壳喷淋模拟管路包括第二碎渣收集支路和第六调节阀；

15、所述第二碎渣收集支路包括通过管道依次连通的第二碎渣收集支路调节阀和第二碎渣收集器，所述第六调节阀和所述第二碎渣收集支路调节阀的输入端的管道连通并同时与所述温控模块的输出端和所述第二主管路阀的输入端之间的管道连通，所述第六调节阀的输出端的管道和所述第二碎渣收集器的输出端的管道连通并同时与所述试验水箱连通。

16、在一实施例中，所述的核电站安全分析的试验系统还包括第一流量计和第三流量计；

17、所述第三流量计的输入端的管道安装于所述温控模块和所述第二主管路阀之间的管道，所述第六调节阀和所述第二碎渣收集支路调节阀的输入端的管道连通并同时与所述第三流量计的输出端的管道连通。

18、在一实施例中，所述的核电站安全分析的试验系统还包括除盐水支管路；所述除盐水支管路包括通过管道连通的除盐水箱和除盐水进水阀，所述除盐水进水阀的输出端的管道与所述试验水箱连通。

19、在一实施例中，所述试验水箱包括上水箱和下水箱，所述上水箱的输出端与所述下水箱连通，所述上水箱的输入端与所述碎渣进料阀的输出端的管道连通，所述下水箱安装有地坑滤网样机，所述下水箱的输出端通过所述地坑滤网样机与所述第一主管路阀的输入端的管道连通；

20、所述上水箱内设置有第一搅拌器，所述碎渣添加箱内设置有第二搅拌器。

21、在一实施例中，所述的核电站安全分析的试验系统还包括取样支管路；所述取样支管路包括通过管道依次连通的取样阀和取样器，所述取样阀的输入端的管道连通于所述第一主管路阀和所述循环泵之间的管道。

22、在一实施例中，所述温控模块包括依次连通的加热器和冷却器，所述加热器的输入端的管道与所述循环泵的输出端的管道连通，所述冷却器的输出端的管道与所述第一调节阀的输入端的管道连通。

23、本技术一实施例还提供一种核电站安全分析的试验方法，所述核电站安全分析的试验方法使用所述核电站安全分析的试验系统进行，所述核电站安全分析的试验方法包括以下步骤：

24、在所述试验水箱充水并配置试验液体水环境；

25、启动所述循环泵并调节流量；

26、启动所述温控模块调节初始试验液体温度并进行远程数据采集；

27、在所述碎渣添加箱内添加试验碎渣并定时取样；

28、通过所述温控模块按照试验液体温度变化曲线调节试验管路温度；

29、保持所述核电站安全分析的试验系统持续稳定运行至少30天；

30、收集所述堆芯燃料组件模拟件的碎渣并进行取样分析；

31、收集所述温控模块和所述试验水箱之间的管道内的碎渣，并进行烘干称重后进行试验数据分析；

32、拆检所述下游设备组件并进行试验数据分析。

33、使用核电站安全分析的试验系统对堆芯燃料组件模拟件的碎渣堆积情况和下游设备组件的碎渣堆积情况进行模拟研究时，使用上述的核电站安全分析的试验方法，s100：在试验水箱充水并配置试验液体水环境，为核电站安全分析的试验系统提供循环水。s200：启动循环泵并调节流量，以使得核电站安全分析的试验系统中的循环主管路的中的液体流量满足要求。s300：启动温控模块调节初始试验液体温度并进行远程数据采集，以监控试验液体温度变化情况。s400：在碎渣添加箱内添加试验碎渣并定时取样，为核电站安全分析的试验系统中提供含碎渣液体。s500：通过温控模块按照试验液体温度变化曲线调节试验管路温度，以监控试验液体温度变化曲线的波动情况。s600：保持核电站安全分析的试验系统持续运行至少30天，以保证核电站安全分析的试验系统中的含碎渣液体进行充分循环，以提高模拟试验所得的数据的准确性。s700：收集堆芯燃料组件模拟件的碎渣并进行取样分析，随后关闭第三调节阀，以进行下一管路的模拟试验。s800：收集温控模块和上水箱之间的管道内任一位置的碎渣，并进行烘干称重后进行试验数据分析。s900：在进行任一管路的模拟测试时，收集温控模块和试验水箱之间的管道内任一位置的碎渣，并进行烘干称重后进行试验数据分析。s900：对下游设备组件的碎渣堆积情况进行模拟研究时，重复步骤s100-s500，并保持核电站安全分析的试验系统持续运行足够时间后，拆检下游设备组件，观测碎渣堵塞情况并进行试验数据分析。本技术通过将循环主管路、安全注入模拟管路以及下游设备组件研究管路通过一定的排布方式连通按照上述的核电站安全分析的试验方法，实现了同一个核电站安全分析的试验系统既可以实现对堆芯燃料组件模拟件进行碎渣堵塞模拟，又可以对下游设备组件进行碎渣堵塞模拟，从而提高核电站安全分析的试验系统所得到的数据真实性。