反應(yīng)堆壓力容器下降環(huán)腔
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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，冷水和熱水之間立即發(fā)生換熱。RPV內(nèi)表面的溫度下降非常快產(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。
在前面的RPV中安全注射噴嘴安裝在冷卻系統(tǒng)的冷支架;但在實驗中,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。評估RPV的完整性,需要評估這樣事故的實際熱工水力學(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令人滿意的分析。許多實驗已經(jīng)獲得執(zhí)行一個現(xiàn)實的方法來評估熱瞬態(tài)條件下RPV的分析。在實驗中,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實驗裝置和程序
雷諾數(shù)類比模擬熱液壓實驗是重要的因素,但一般很難完成這項測試，在同一雷諾數(shù)實際一分之一太小，按比例縮小的模型。然而,使用低雷諾數(shù)實驗,如果是在動蕩的地區(qū),可以提供相同的基本流動模式作為一個實用的設(shè)備,也保守的使用混合數(shù)據(jù),因為混合流體控制在低水平。在測試模型中,平均雷諾數(shù)遠(yuǎn)超過10000的在下水管循環(huán)流動。
為了模擬實際RPV,1/10模型應(yīng)用于實驗(圖1所示)。因為實際RPV軸向?qū)ΨQ的結(jié)構(gòu),使用一個特殊的分離板，只有一半的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。模型有一個安全注入噴嘴和兩個冷支架,實際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。注入流量測量渦輪轉(zhuǎn)子磁通計。噴射流的范圍是如此廣泛,電加熱器不能與熱注入水測試溫度同步。熱水的容器是用于存儲每個注入的熱水。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存在容器，在下水管處于流動狀態(tài)。然后,快關(guān)閥組由兩個閥門同時關(guān)閉旁路和開放，在RPV注射噴嘴允許熱水注入下水管。在測試期間,熱水和冷水溫度區(qū)別是50ºC。
圖2測試循環(huán)
1——主泵;2——孔板;3——擴展模型;4 -閥組;5——坦克;6——小泵;7 -安全注射泵;
8——加熱器;9——磁通計;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
因為形狀是對稱的,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/信號最大獲取速度是應(yīng)用于測試上下水管溫度的快速波動。使用的熱電偶測試NiCr-NiSi，與0.2毫米直徑,其時間常數(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。測量溫度的精度±0.5攝氏度,并測量流率是1.5%。
圖3測試點
測試程序是: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
在每個注入中,注射和循環(huán)水溫是不同的。為了比較在實驗中不同的結(jié)果,混合功能
被用來分析。
混合函數(shù)定義如下:
這里,Θ由熱電偶溫度測量位于下水管,℃;θd溫度循環(huán)流,℃;θi溫度
安全注射,℃。
熱電偶(點9)位于安全注射噴嘴被作為標(biāo)準(zhǔn)點比較它與其他測試點,因為它的混合函數(shù)下降最快的。
3.1沒有循環(huán)流動
沒有循環(huán)流動,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)果的測試點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,最快的一個。沒有循環(huán)流動,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和各個方向切向流動,核心筒墻同樣。出于這個原因,測試點在下水管有類似...
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