本發明(ming)涉(she)及(ji)(ji)核工業安全，具體涉(she)及(ji)(ji)一種基(ji)于(yu)先進小(xiao)型堆用真(zhen)空(kong)噴射特性(xing)試驗系統(tong)。

背景技術：

1、loca事(shi)故情(qing)況下，高能管(guan)道破裂導(dao)致(zhi)大(da)(da)量高溫、高壓(ya)流體噴射(she)進(jin)(jin)入安(an)全(quan)殼內，形成長時間臨(lin)界(jie)流噴射(she)，高壓(ya)流體對安(an)全(quan)殼內的各(ge)種設(she)備、材料進(jin)(jin)行沖(chong)擊(ji)可能導(dao)致(zhi)大(da)(da)量碎片(pian)產生，碎片(pian)可能隨冷(leng)卻水進(jin)(jin)入堆(dui)芯堵塞(sai)流動通道，使冷(leng)卻劑(ji)流動阻(zu)力(li)增(zeng)大(da)(da)，降低了堆(dui)芯熱量的排出能力(li)，增(zeng)大(da)(da)了反應(ying)堆(dui)過熱和放射(she)性物質的泄露風險(xian)。

2、相(xiang)較于目前(qian)的壓水堆核(he)電站，先進小型(xing)堆中受空間因素限制，安全(quan)殼(ke)內(nei)并未設(she)置濾網，這就(jiu)對安全(quan)殼(ke)內(nei)碎片(pian)源項的要求(qiu)極高，確保事故后噴射(she)不會導致碎片(pian)材料產生(sheng)。

3、與此同(tong)時，先進小型堆(dui)運(yun)行過程中安全殼采取抽真空措施，事故后從破口噴(pen)射出(chu)的(de)(de)流(liu)體不會受(shou)到空氣(qi)阻(zu)力的(de)(de)影響，射流(liu)流(liu)體的(de)(de)能量不會受(shou)空氣(qi)的(de)(de)阻(zu)礙(ai)而(er)快速衰減，射流(liu)流(liu)體在較長的(de)(de)噴(pen)射距(ju)離(li)上仍有較強的(de)(de)動能和勢能，從而(er)保(bao)持較強的(de)(de)破壞性。

4、而(er)且，先(xian)進(jin)小型堆破(po)口工況較傳統堆型而(er)言更加苛刻，對周(zhou)圍物項的(de)影(ying)響破(po)壞更加嚴重，目(mu)前已(yi)有的(de)核電廠loca事故噴射(she)研(yan)究多基于常壓環境(jing)中進(jin)行，相(xiang)關(guan)的(de)噴射(she)參數和結(jie)論不(bu)適(shi)用(yong)于先(xian)進(jin)小型堆。

5、基于(yu)此，本申請發(fa)明人提出(chu)一(yi)種基于(yu)先(xian)進小型堆用真空(kong)噴(pen)射特性試驗(yan)系統，以期解決上述技術問題。

技術實現思路

1、本發明要解決的技術(shu)問題是為了克(ke)服現(xian)有技術(shu)中先(xian)進小型堆(dui)(dui)loca噴射(she)研(yan)究數據獲取不便的缺陷，提供一種基(ji)于先(xian)進小型堆(dui)(dui)用(yong)真空噴射(she)特性(xing)試驗(yan)系統。

2、本發明是(shi)通過下述技(ji)術方案來解決上述技(ji)術問(wen)題(ti)的(de)：

3、本(ben)發(fa)明提供了一種(zhong)基于先進小型堆(dui)用真(zhen)空(kong)噴射特(te)性試驗系(xi)統，其特(te)點(dian)在于，包括：

4、承壓(ya)(ya)容器，一側連接有供(gong)(gong)水(shui)(shui)系統(tong)和供(gong)(gong)氣(qi)系統(tong)，所(suo)述(shu)供(gong)(gong)水(shui)(shui)系統(tong)和所(suo)述(shu)供(gong)(gong)氣(qi)系統(tong)分(fen)別用于向所(suo)述(shu)承壓(ya)(ya)容器提供(gong)(gong)實(shi)驗水(shui)(shui)和實(shi)驗氣(qi)，所(suo)述(shu)承壓(ya)(ya)容器上設(she)有噴射管線；

5、真空容器，設于所述(shu)承(cheng)壓(ya)容器一側，所述(shu)噴(pen)射管線一端與所述(shu)真空容器連通；

6、測量系(xi)統，設于(yu)(yu)所述噴(pen)(pen)射管線和所述真空容(rong)器(qi)內，所述測量系(xi)統用于(yu)(yu)監測噴(pen)(pen)射流體的噴(pen)(pen)射數據(ju)。

7、根據本發(fa)明的一(yi)(yi)個實(shi)施例，所(suo)述測量(liang)系(xi)統包括第(di)一(yi)(yi)測量(liang)組件(jian)和(he)第(di)二測量(liang)組件(jian)，所(suo)述第(di)一(yi)(yi)測量(liang)組件(jian)設于所(suo)述噴射管(guan)線上，所(suo)述第(di)二測量(liang)組件(jian)設于所(suo)述真空容器內；

8、所述(shu)第一測(ce)量組件用于測(ce)量噴射流體流經所述(shu)噴射管線(xian)的流量、壓力以(yi)及溫度；

9、所述(shu)(shu)第二測量組件(jian)用于測量噴(pen)(pen)射流體(ti)噴(pen)(pen)至(zhi)所述(shu)(shu)真空容器(qi)內的(de)滯(zhi)止壓力和速度；

10、所(suo)述(shu)(shu)承(cheng)壓(ya)容器(qi)外側還設有加熱(re)保溫(wen)(wen)機(ji)構，所(suo)述(shu)(shu)加熱(re)保溫(wen)(wen)機(ji)構用于對所(suo)述(shu)(shu)承(cheng)壓(ya)容器(qi)進行加熱(re)保溫(wen)(wen)。

11、根據(ju)本發明(ming)的一個(ge)實施例，所述(shu)第(di)一測量(liang)組件包(bao)括流(liu)量(liang)計、壓力傳感器(qi)以及溫度傳感器(qi)，所述(shu)噴(pen)射管線(xian)上還設有第(di)一開關閥；

12、所(suo)述第二測(ce)量組件包括測(ce)量固定件和與所(suo)述測(ce)量固定件相滑動配合的(de)滑軌，所(suo)述滑軌的(de)長度延伸方向與噴射流體(ti)的(de)噴射路徑(jing)一(yi)致，所(suo)述測(ce)量固定件用于接收(shou)噴射流體(ti)，以得(de)到噴射流體(ti)的(de)滯止壓力(li)以及速度。

13、根據本發明的一個實(shi)施例(li)，所述(shu)(shu)承壓(ya)容器(qi)內設(she)有(you)第(di)一監測(ce)(ce)(ce)機(ji)(ji)(ji)構，所述(shu)(shu)真空(kong)容器(qi)內設(she)有(you)第(di)二監測(ce)(ce)(ce)機(ji)(ji)(ji)構，所述(shu)(shu)承壓(ya)容器(qi)和所述(shu)(shu)真空(kong)容器(qi)外側還設(she)有(you)監測(ce)(ce)(ce)系(xi)統，所述(shu)(shu)監測(ce)(ce)(ce)系(xi)統分別與所述(shu)(shu)第(di)一監測(ce)(ce)(ce)機(ji)(ji)(ji)構和所述(shu)(shu)第(di)二監測(ce)(ce)(ce)機(ji)(ji)(ji)構耦(ou)接，以接收(shou)所述(shu)(shu)承壓(ya)容器(qi)和所述(shu)(shu)真空(kong)容器(qi)內的溫度和壓(ya)力數據；

14、所述承壓(ya)容(rong)器(qi)和所述真空容(rong)器(qi)外側(ce)還設有控制系統，所述控制系統用于控制所述加(jia)熱保溫(wen)機(ji)構(gou)以及(ji)所述第(di)一開關閥(fa)的啟閉。

15、根據本發明(ming)的一個實施例，所(suo)述第二測量組件還包括光源(yuan)和攝像機(ji)構，所(suo)述光源(yuan)和所(suo)述攝像機(ji)構分別對應(ying)設于所(suo)述真(zhen)空容(rong)器的相(xiang)對兩側，所(suo)述攝像機(ji)構與(yu)所(suo)述光源(yuan)之間的連線與(yu)噴射流體在所(suo)述真(zhen)空容(rong)器的噴射路(lu)徑夾角設置；

16、所(suo)(suo)述(shu)(shu)真空容器(qi)在(zai)所(suo)(suo)述(shu)(shu)光(guang)源和所(suo)(suo)述(shu)(shu)攝像機(ji)構處分別設有(you)可視化窗(chuang)口，所(suo)(suo)述(shu)(shu)攝像機(ji)構用(yong)于拍攝噴(pen)射(she)流(liu)體在(zai)所(suo)(suo)述(shu)(shu)真空容器(qi)內的(de)圖像，以確定(ding)噴(pen)射(she)流(liu)體的(de)流(liu)動機(ji)理以及特(te)性(xing)。

17、根據(ju)本發明的一個實施例，所述光源和所述攝像機構位(wei)于所述測量固定件(jian)的上游；

18、所述測量固定件遠(yuan)離所述攝像機構和所述光源的(de)一側還(huan)設有擾流(liu)機構。

19、根據本發明的一個實施(shi)例，所(suo)(suo)述(shu)噴射管線一端設(she)有可調噴嘴，所(suo)(suo)述(shu)可調噴嘴延伸至(zhi)所(suo)(suo)述(shu)真空(kong)容器內。

20、根據本(ben)發明的一個實(shi)施例，所(suo)述真(zhen)(zhen)空(kong)容(rong)器上還設有抽真(zhen)(zhen)空(kong)流(liu)(liu)路(lu)和第一排(pai)(pai)氣(qi)流(liu)(liu)路(lu)，所(suo)述抽真(zhen)(zhen)空(kong)流(liu)(liu)路(lu)用于(yu)對所(suo)述真(zhen)(zhen)空(kong)容(rong)器進行抽真(zhen)(zhen)空(kong)，所(suo)述第一排(pai)(pai)氣(qi)流(liu)(liu)路(lu)用于(yu)在試(shi)驗完成后進行排(pai)(pai)氣(qi)；

21、所述抽真(zhen)空流路(lu)(lu)上(shang)設(she)(she)有第(di)二開(kai)關(guan)閥，所述第(di)一排氣(qi)流路(lu)(lu)上(shang)設(she)(she)有第(di)三開(kai)關(guan)閥。

22、根(gen)據本發明的(de)一個實(shi)施例，所(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)承壓(ya)容器外側還(huan)設有(you)(you)排(pai)(pai)水(shui)池(chi)，所(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)承壓(ya)容器底部設有(you)(you)第(di)一排(pai)(pai)水(shui)流(liu)路，所(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)真空容器底部還(huan)設有(you)(you)第(di)二排(pai)(pai)水(shui)流(liu)路，所(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)第(di)二排(pai)(pai)水(shui)流(liu)路一端與所(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)排(pai)(pai)水(shui)池(chi)連(lian)通；

23、所述第一(yi)排水流(liu)(liu)路上設有第四開關閥(fa)，所述第二排水流(liu)(liu)路上設有第五開關閥(fa)。

24、根(gen)據本發明的一個實施例，所(suo)(suo)述承壓容器(qi)頂部還(huan)設有第(di)二排氣流路，所(suo)(suo)述第(di)二排氣流路上(shang)設有第(di)六開關(guan)閥(fa)。

25、根據本發(fa)明的(de)一(yi)個實施(shi)例，所(suo)(suo)述供水系統包括儲水箱和與所(suo)(suo)述儲水箱連通的(de)供水流(liu)路，所(suo)(suo)述供水流(liu)路一(yi)端與所(suo)(suo)述承壓(ya)容(rong)器連通；

26、所述(shu)供水流路上設(she)有補水泵(beng)和(he)第(di)七開關閥。

27、根據本發明的一個(ge)(ge)實施例，所述供(gong)(gong)氣(qi)系統包括至少一個(ge)(ge)氣(qi)源和與所述氣(qi)源連通(tong)的供(gong)(gong)氣(qi)流路，所述供(gong)(gong)氣(qi)流路上(shang)設有第(di)八開關(guan)閥；

28、所述供(gong)氣(qi)(qi)流(liu)路上還設有(you)監測(ce)組件，用(yong)于對氣(qi)(qi)體的流(liu)量、壓力以(yi)及(ji)溫度(du)值進行(xing)監測(ce)。

29、本(ben)發(fa)明的積極進步(bu)效果在于：

30、本發明基于(yu)先(xian)進(jin)小型(xing)堆(dui)用真空噴射(she)特性(xing)(xing)試(shi)驗(yan)系統，設(she)置承(cheng)壓(ya)容(rong)器和(he)真空容(rong)器，然(ran)后(hou)在承(cheng)壓(ya)容(rong)器與(yu)真空容(rong)器之間(jian)設(she)置噴射(she)管(guan)線，通過模化分析loca工(gong)況下高(gao)壓(ya)噴射(she)流(liu)體流(liu)動特性(xing)(xing)，確定其中(zhong)的關鍵參(can)數(shu)和(he)關鍵影響(xiang)因素，進(jin)而確定以(yi)上參(can)數(shu)與(yu)真空環境下高(gao)壓(ya)噴射(she)流(liu)體流(liu)動特性(xing)(xing)之間(jian)的作(zuo)用關系，形(xing)成(cheng)真空噴射(she)特性(xing)(xing)研究參(can)數(shu)數(shu)據(ju)庫(ku)，為后(hou)續相關理論模型(xing)的開發和(he)驗(yan)證(zheng)提供數(shu)據(ju)支(zhi)撐，提升先(xian)進(jin)小型(xing)堆(dui)設(she)計的安(an)全性(xing)(xing)。

技術特征：

1.一種基于先進小型堆用真空噴(pen)射特性試驗系統，其特征在于，包括：

2.根據權利要求1所(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)的基于先進小型堆(dui)用真(zhen)空(kong)噴射(she)特性試驗(yan)系(xi)統，其特征(zheng)在于，所(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)測(ce)(ce)量(liang)(liang)系(xi)統包括第(di)一(yi)測(ce)(ce)量(liang)(liang)組(zu)件(jian)和第(di)二(er)測(ce)(ce)量(liang)(liang)組(zu)件(jian)，所(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)第(di)一(yi)測(ce)(ce)量(liang)(liang)組(zu)件(jian)設(she)于所(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)噴射(she)管線上，所(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)第(di)二(er)測(ce)(ce)量(liang)(liang)組(zu)件(jian)設(she)于所(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)真(zhen)空(kong)容器內；

3.根據權利要求2所述的基于(yu)先進小型堆用真空(kong)噴射特(te)性試驗系統(tong)，其特(te)征在于(yu)，所述第一測量組件包(bao)括(kuo)流量計(ji)、壓力傳感(gan)器(qi)以及溫度傳感(gan)器(qi)，所述噴射管線上還設有第一開關閥；

4.根據權利要求3所(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)的基于先進(jin)小型堆(dui)用(yong)真空(kong)(kong)噴射特性試(shi)驗系(xi)統，其(qi)特征在于，所(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)承壓(ya)(ya)容(rong)(rong)器(qi)(qi)內(nei)(nei)設有第一監(jian)(jian)測機(ji)構(gou)，所(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)真空(kong)(kong)容(rong)(rong)器(qi)(qi)內(nei)(nei)設有第二監(jian)(jian)測機(ji)構(gou)，所(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)承壓(ya)(ya)容(rong)(rong)器(qi)(qi)和所(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)真空(kong)(kong)容(rong)(rong)器(qi)(qi)外(wai)側(ce)還設有監(jian)(jian)測系(xi)統，所(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)監(jian)(jian)測系(xi)統分別與所(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)第一監(jian)(jian)測機(ji)構(gou)和所(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)第二監(jian)(jian)測機(ji)構(gou)耦接，以接收所(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)承壓(ya)(ya)容(rong)(rong)器(qi)(qi)和所(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)真空(kong)(kong)容(rong)(rong)器(qi)(qi)內(nei)(nei)的溫度和壓(ya)(ya)力數據；

5.根據(ju)權利(li)要求3所(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)的(de)基于先進小型(xing)堆用真空噴(pen)(pen)射(she)(she)(she)特(te)性試驗系統(tong)，其(qi)特(te)征在于，所(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)第(di)二測量組(zu)件還包括光(guang)(guang)源和攝像(xiang)(xiang)機(ji)構，所(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)光(guang)(guang)源和所(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)攝像(xiang)(xiang)機(ji)構分(fen)別對應設(she)于所(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)真空容(rong)器(qi)的(de)相對兩側，所(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)攝像(xiang)(xiang)機(ji)構與(yu)所(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)光(guang)(guang)源之間的(de)連線(xian)與(yu)噴(pen)(pen)射(she)(she)(she)流體(ti)在所(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)真空容(rong)器(qi)的(de)噴(pen)(pen)射(she)(she)(she)路徑夾角設(she)置；

6.根(gen)據(ju)權利要求5所(suo)述(shu)的基于(yu)先(xian)進小型堆用真(zhen)空噴射(she)特性試驗系統(tong)，其特征在于(yu)，所(suo)述(shu)光源和所(suo)述(shu)攝像機構位于(yu)所(suo)述(shu)測(ce)量固定(ding)件的上游；

7.根據權利要求1所述的基于先進小型堆(dui)用(yong)真空噴射特性試驗(yan)系統(tong)，其特征在于，所述噴射管線(xian)一(yi)端設有可調噴嘴(zui)(zui)，所述可調噴嘴(zui)(zui)延伸(shen)至(zhi)所述真空容器內(nei)。

8.根據(ju)權利要求1所(suo)述(shu)(shu)的(de)基于(yu)(yu)先進(jin)(jin)小型堆用(yong)真(zhen)空(kong)噴射特(te)性試驗系統，其特(te)征在(zai)(zai)于(yu)(yu)，所(suo)述(shu)(shu)真(zhen)空(kong)容(rong)(rong)器上還(huan)設有抽(chou)(chou)真(zhen)空(kong)流(liu)(liu)(liu)(liu)路(lu)和第一排(pai)氣流(liu)(liu)(liu)(liu)路(lu)，所(suo)述(shu)(shu)抽(chou)(chou)真(zhen)空(kong)流(liu)(liu)(liu)(liu)路(lu)用(yong)于(yu)(yu)對(dui)所(suo)述(shu)(shu)真(zhen)空(kong)容(rong)(rong)器進(jin)(jin)行抽(chou)(chou)真(zhen)空(kong)，所(suo)述(shu)(shu)第一排(pai)氣流(liu)(liu)(liu)(liu)路(lu)用(yong)于(yu)(yu)在(zai)(zai)試驗完(wan)成后進(jin)(jin)行排(pai)氣；

9.根(gen)據權利(li)要求(qiu)8所述(shu)(shu)的基于(yu)先進小型堆(dui)用真(zhen)空(kong)噴射特(te)性(xing)試驗系統，其(qi)特(te)征在于(yu)，所述(shu)(shu)承壓(ya)容器(qi)外側(ce)還(huan)設有(you)排(pai)水池，所述(shu)(shu)承壓(ya)容器(qi)底(di)部設有(you)第(di)一排(pai)水流路，所述(shu)(shu)真(zhen)空(kong)容器(qi)底(di)部還(huan)設有(you)第(di)二排(pai)水流路，所述(shu)(shu)第(di)二排(pai)水流路一端與所述(shu)(shu)排(pai)水池連通；

10.根據權利要求1所(suo)述的(de)基于先進小型堆用真空噴射特(te)性試(shi)驗系統，其特(te)征在于，所(suo)述承壓容器頂部還設(she)有(you)(you)第二(er)(er)排(pai)氣流路，所(suo)述第二(er)(er)排(pai)氣流路上設(she)有(you)(you)第六開關(guan)閥。

11.根據(ju)權利要(yao)求1所(suo)(suo)(suo)述(shu)的(de)基于(yu)先(xian)進小(xiao)型堆用真空(kong)噴(pen)射特性試驗(yan)系(xi)統，其特征在(zai)于(yu)，所(suo)(suo)(suo)述(shu)供(gong)水系(xi)統包括儲水箱和與所(suo)(suo)(suo)述(shu)儲水箱連通的(de)供(gong)水流路，所(suo)(suo)(suo)述(shu)供(gong)水流路一端與所(suo)(suo)(suo)述(shu)承(cheng)壓(ya)容(rong)器連通；

12.根據(ju)權(quan)利要求(qiu)1所述的基于先(xian)進(jin)小(xiao)型堆用真空噴射特性試驗(yan)系(xi)統，其特征在于，所述供氣系(xi)統包括至少一個氣源和與所述氣源連通的供氣流(liu)路(lu)，所述供氣流(liu)路(lu)上設有第八開關閥；

技術總結
本發明提供一種基于先進小型堆用真空噴射特性試驗系統，包括承壓容器、真空容器以及測量系統，承壓容器一側連接有供水系統和供氣系統，供水系統和供氣系統分別用于向承壓容器提供實驗水和實驗氣，承壓容器上設有噴射管線；真空容器設于承壓容器一側，噴射管線一端與真空容器連通；測量系統設于噴射管線和真空容器內，測量系統用于監測噴射流體的噴射數據。上述試驗系統，通過模化分析LOCA工況下高壓噴射流體流動特性，確定其中的關鍵參數和關鍵影響因素，進而確定以上參數與真空環境下高壓噴射流體流動特性之間的作用關系，形成真空噴射特性研究參數數據庫，為后續相關理論模型的開發和驗證提供數據支撐，提升先進小型堆設計的安全性。

技術研發人員：劉漢臣,武心壯,郭丹丹,顏巖,虞宏,向文娟,黃若濤,施偉,邱健
受保護的技術使用者：上海核工程研究設計院股份有限公司
技術研發日：
技術公布日：2024/8/1