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反應(yīng)堆壓力容器下降環(huán)腔

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更新時(shí)間：2015-05-06
發(fā) 布人：文水人

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反應(yīng)堆壓力容器下降環(huán)腔一、介紹
反應(yīng)堆壓力容器(RPV)是一個(gè)重要的壓水堆組件(壓水式反應(yīng)堆), 其中包含反應(yīng)堆堆芯。反應(yīng)堆冷卻劑通過RPV帶走燃料產(chǎn)生的熱量。在RPV工作時(shí)溫度和壓力非常高。在假設(shè)的情況下的事故稱為中心事故,冷水從安全注入系統(tǒng)引入到RPV確保反應(yīng)堆安全的設(shè)備。
當(dāng)安全注入水注入RPV時(shí)，冷水和熱水之間立即發(fā)生換熱。RPV內(nèi)表面的溫度下降非�？飚a(chǎn)生嚴(yán)重的熱沖擊(即加壓熱沖擊:分)。如果發(fā)生這樣的注入,RPV可能在正常工作之前存在的內(nèi)表面缺陷，表明正常工作的結(jié)束。特別是RPV的部分中子通量輻射的潛力增強(qiáng)。
在前面的RPV中安全注射噴嘴安裝在冷卻系統(tǒng)的冷支架;但在實(shí)驗(yàn)中,一種新型的RPV安全注射噴嘴是直接安裝在容器里的。沒有混合的冷卻的水和安全注入水的損害，在直接分開注射的損害可能比舊類型的RPV更加嚴(yán)重。評(píng)估RPV的完整性,需要評(píng)估這樣事故的實(shí)際熱工水力學(xué)條件。
冷注入水和熱的混合環(huán)水在下水管太復(fù)雜，數(shù)值方法不能給出一個(gè)令人滿意的分析。許多實(shí)驗(yàn)已經(jīng)獲得執(zhí)行一個(gè)現(xiàn)實(shí)的方法來評(píng)估熱瞬態(tài)條件下RPV的分析。在實(shí)驗(yàn)中,研究了瞬態(tài)溫度在模擬條件下高速數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)。
2實(shí)驗(yàn)裝置和程序
雷諾數(shù)類比模擬熱液壓實(shí)驗(yàn)是重要的因素,但一般很難完成這項(xiàng)測(cè)試，在同一雷諾數(shù)實(shí)際一分之一太小，按比例縮小的模型。然而,使用低雷諾數(shù)實(shí)驗(yàn),如果是在動(dòng)蕩的地區(qū),可以提供相同的基本流動(dòng)模式作為一個(gè)實(shí)用的設(shè)備,也保守的使用混合數(shù)據(jù),因?yàn)榛旌狭黧w控制在低水平。在測(cè)試模型中,平均雷諾數(shù)遠(yuǎn)超過10000的在下水管循環(huán)流動(dòng)。
為了模擬實(shí)際RPV,1/10模型應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)(圖1所示)。因?yàn)閷?shí)際RPV軸向?qū)ΨQ的結(jié)構(gòu),使用一個(gè)特殊的分離板，只有一半的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。模型有一個(gè)安全注入噴嘴和兩個(gè)冷支架,實(shí)際RPV數(shù)量的一半。上部的下水管的寬度小于下部。

圖1 RPV的按比例縮小的模型
1——出口;2——安全注射噴嘴;3,下水管環(huán);4 -核心筒;5——入口;6——分離板
測(cè)試循環(huán)顯示為圖2。循環(huán)流是由主泵和孔板來衡量。安全注射流量非常高和流阻力非常大,所以噴射泵的出口壓力高。注入流量測(cè)量渦輪轉(zhuǎn)子磁通計(jì)。噴射流的范圍是如此廣泛,電加熱器不能與熱注入水測(cè)試溫度同步。熱水的容器是用于存儲(chǔ)每個(gè)注入的熱水。當(dāng)從噴射泵注入冷水開始流入容器的底部將熱水從RPV流出。注射后必須盡快調(diào)查不同流量的影響。為此,每次注射前噴射泵直接通過RPV旁路的底部,沒有令人不安的熱水儲(chǔ)存在容器，在下水管處于流動(dòng)狀態(tài)。然后,快關(guān)閥組由兩個(gè)閥門同時(shí)關(guān)閉旁路和開放，在RPV注射噴嘴允許熱水注入下水管。在測(cè)試期間,熱水和冷水溫度區(qū)別是50ºC。

圖2測(cè)試循環(huán)
1——主泵;2——孔板;3——擴(kuò)展模型;4 -閥組;5——坦克;6——小泵;7 -安全注射泵;
8——加熱器;9——磁通計(jì);10——船熱水
安全注射流率Ui定義為安全注入噴嘴的流量。平均下水管流量的定義是:

這里,Qd循環(huán)流擋板來衡量,m3 / s;Ad上下水管水平部分面積,平方米
因?yàn)樾螤钍菍?duì)稱的,雙方的安全注射噴嘴在下水管環(huán),所有熱電偶都位于同側(cè)面。一種高速數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)1千赫/信號(hào)最大獲取速度是應(yīng)用于測(cè)試上下水管溫度的快速波動(dòng)。使用的熱電偶測(cè)試NiCr-NiSi，與0.2毫米直徑,其時(shí)間常數(shù)小于100 ms。附近壁面熱電偶被放置在約1毫米厚的內(nèi)表面。測(cè)量溫度的精度±0.5攝氏度,并測(cè)量流率是1.5%。

圖3測(cè)試點(diǎn)
測(cè)試程序是:1)設(shè)置快速閥組進(jìn)行旁路開啟和關(guān)閉注射噴嘴;2)熱水存儲(chǔ)在熱水的容器;3)調(diào)節(jié)循環(huán)流和噴射流所需的速度;4)數(shù)據(jù)開始獲取系統(tǒng)和快速變化的快關(guān)閥組繞過被關(guān)閉,注入噴嘴的位置是開著的。
RPV測(cè)試范圍覆蓋:平均下水管流量:0 ~ 1米/秒;安全注射率:1 ~ 30 m / s,溫差:50攝氏度;壓力:1 atm
3結(jié)果與討論
在每個(gè)注入中,注射和循環(huán)水溫是不同的。為了比較在實(shí)驗(yàn)中不同的結(jié)果,混合功能
被用來分析。
混合函數(shù)定義如下:

這里,Θ由熱電偶溫度測(cè)量位于下水管,℃;θd溫度循環(huán)流,℃;θi溫度
安全注射,℃。
熱電偶(點(diǎn)9)位于安全注射噴嘴被作為標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)比較它與其他測(cè)試點(diǎn),因?yàn)樗幕旌虾瘮?shù)下降最快的。
3.1沒有循環(huán)流動(dòng)
沒有循環(huán)流動(dòng),這意味著在安全注射開始后沒有流在下水管環(huán)。圖4顯示了結(jié)果的測(cè)試點(diǎn)9,11,22和3在不同的注入流量。它可以發(fā)現(xiàn)在低安全注射率如1米/秒或2米/秒,混合功能下降緩慢;但在高流量如15 m / s或30 m / s,混合功能下降非常快,,標(biāo)準(zhǔn)曲線附近的9點(diǎn),最快的一個(gè)。沒有循環(huán)流動(dòng),安全注入噴灑到下水管碰撞等核心桶壁板沖擊。注射后流沖突核心筒墻,流滿90º和各個(gè)方向切向流動(dòng),核心筒墻同樣。出于這個(gè)原因,測(cè)試點(diǎn)在下水管有類似...

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