【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及核反應堆安全，更具體地說，它涉及一種多回路自然循環耦合余熱排出系統的實驗驗證方法。
技術介紹
1、核電是一種使用易裂變核素的自持鏈式裂變反應產生電能的方式，目前，核電普遍用于陸上核反應堆裝置之中，為陸上電網提供電能供給。我國擁有豐富的海洋資源，其中廣闊海域的待開發島嶼、海上鉆井平臺、海底勘探及深海探測工作站等需要穩定可靠的電力供應，由于深海環境復雜且對設備要求極高，傳統的供電方式往往難以滿足需求，而海洋環境下的小型核動力電源憑借其高能量密度、長壽命和穩定可靠的特點，已成為海洋資源開發過程中的重要能源選擇，在海洋資源開發領域具有廣闊的應用前景。
2、現有海洋核電系統設計多沿用或者借鑒原有船用核動力技術，系統組成相對復雜，建設及維修困難，成本和周期均存在較大的不確定性，多數小型核電設計采用能動加非能動安全系統設計，系統復雜，使得海上核電系統存在設備和結構布置難度較大的問題，其中由于流體各部分溫度不同甚至帶有相變，流體各部分之間存在密度差，當較冷流體所處高度高于較熱流體時，便會在浮力的影響下產生自然對流現象，其在管道中的流動也稱之為自然循環，自然循環的建立與流動受到冷熱流體之間高程差所帶來的浮動驅動力，流通通道各部分沿程阻力，流道上各個設備，如閥門、彎頭、流量分配板、換熱器等，所帶來的局部阻力，以及循環管道中流體或工質與冷熱源之間的熱量交換等因素影響，關鍵參數自然循環流量存在波動，驅動力的大小也決定著自然循環流動能否完全建立及平穩運行，整個環路導熱能力也存在較大的不確定性。
3、因此，本專利技術旨
技術實現思路
1、本專利技術的目的是提供一種多回路自然循環耦合余熱排出系統的實驗驗證方法，本專利技術通過針對海洋核電源中所設計的一體化壓力容器及能量轉換與余熱排出一體化系統開展研究，能夠在一體化壓力容器內、二回路及冷凝器海水段形成分別形成三道自然循環，各個自然循環通過蒸汽發生器傳熱管、冷凝器傳熱管耦合成為一體，依靠多自然循環耦合排出堆芯余熱，能夠用于保障核反應堆停堆安全。
2、本專利技術的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現的：一種多回路自然循環耦合余熱排出系統的實驗驗證方法，包括以下步驟：
3、s1、結合系統仿真以及設備內局部流動換熱現象精細化數值模擬，優化系統總體初步設計中結構及設備的尺寸參數和熱工水力參數；
4、s2、采用雙向多級模化方法，在非等壓等物性條件下，對整體回路及設備進行比例分析設計和流動阻力分析，搭建多回路自然循環耦合余熱排出實驗系統；
5、s3、針對多種事故工況，開展多回路自然循環耦合余熱排出實驗系統運行特性研究及影響分析，研究低位差高流阻單相兩相耦合自然循環流動不穩定性，獲得系統瞬態響應特性，驗證多回路自然循環耦合余熱排出實驗系統的運行可行性及魯棒性。
6、本專利技術進一步設置為：所述實驗驗證方法通過驗證系統啟動、強迫循環向自然循環過渡、自然循環穩定運行、功率瞬變工況下自然循環系統響應的運行特性，用于在多回路自然循環耦合余熱排出實驗系統中分別形成自然循環，耦合排出堆芯模擬體熱量。
7、本專利技術進一步設置為：所述步驟s3中驗證多回路自然循環耦合余熱排出實驗系統的運行可行性及魯棒性包括以下步驟：
8、s301、系統裝備及調試，一回路密封性檢查，1號與2號水箱內注水，并檢測溫度是否滿足要求；
9、s302、從頂端注水管道向一回路內注水，使壓力容器充滿水，并進行排氣操作，打開氣瓶，調節通氣量，維持穩壓器內壓力位于1.0mpa，同時確保穩壓器內水位位于警戒線以上；
10、s303、開啟1號水箱隔離閥，啟動二回路給水泵。同時開啟電加熱器，使二回路循環水溫達到36℃，溫度符合要求后，關閉電加熱器；
11、s304、開啟電加熱器，調節功率至設定值以上，繼續加熱至一回路水溫達到165℃，關閉1號水箱隔離閥，開啟能轉回路閥門，以強迫循環方式持續帶走一回路熱量，并輔助一回路建立自然循環，記錄此時一回路流量，各溫度測點溫度值；
12、s305、降低電加熱器功率至堆芯余熱水平，關閉二回路給水泵、三回路水泵，使二、三回路依據自身密度差建立多回路耦合自然循環，實時記錄各環路流量，及各溫度測點溫度值；
13、s306、提升電加熱器功率至設定值，記錄多自然循環回路內各環路流量、各溫度測點溫度值等參數的瞬態變化；
14、s307、降低電加熱器功率至設定值，記錄多自然循環回路內各環路流量、各溫度測點溫度值等參數的瞬態變化；
15、s308、切斷電加熱器電源，打開二、三回路給水泵，持續運行使兩回路內溫度降至室溫，關閉給水泵，關閉氣瓶，進行回路排水，整理設備，完成多回路自然循環耦合余熱排出實驗驗證。
16、綜上所述，本專利技術具有以下有益效果：
17、1、本專利技術通過針對海洋核電源中所設計的一體化壓力容器及能量轉換與余熱排出一體化系統開展研究，能夠在一體化壓力容器內、二回路及冷凝器海水段形成分別形成三道自然循環，各個自然循環通過蒸汽發生器傳熱管、冷凝器傳熱管耦合成為一體，依靠多自然循環耦合排出堆芯余熱，能夠用于保障核反應堆停堆安全；
18、2、本專利技術通過開展系統仿真模擬、局部區域精細化數值模擬和多回路自然循環耦合排熱系統實驗研究，開展低位差高流阻單相-兩相耦合自然循環系統流動換熱特性研究，驗證系統運行可行性及魯棒性，獲得系統瞬態響應行特性及穩定運行邊界區間，用于支持一體化海洋核電源系統設計及設備結構優化。
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1.一種多回路自然循環耦合余熱排出系統的實驗驗證方法，其特征是：包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種多回路自然循環耦合余熱排出系統的實驗驗證方法，其特征是：所述實驗驗證方法通過驗證系統啟動、強迫循環向自然循環過渡、自然循環穩定運行、功率瞬變工況下自然循環系統響應的運行特性，用于在多回路自然循環耦合余熱排出實驗系統中分別形成自然循環，耦合排出堆芯模擬體熱量。
3.根據權利要求1所述的一種多回路自然循環耦合余熱排出系統的實驗驗證方法，其特征是：所述步驟S3中驗證多回路自然循環耦合余熱排出實驗系統的運行可行性及魯棒性包括以下步驟：
【技術特征摘要】
1.一種多回路自然循環耦合余熱排出系統的實驗驗證方法，其特征是：包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種多回路自然循環耦合余熱排出系統的實驗驗證方法，其特征是：所述實驗驗證方法通過驗證系統啟動、強迫循環向自然循環過渡、自然循環穩定運行、功率瞬變工況下自然循環系統響應...
【專利技術屬性】
技術研發人員：董曉朦，于洋，黃熙，楊明，徐安琪，
申請(專利權)人：深圳大學，
類型：發明
國別省市：
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