本发明涉及反应堆压力容器模拟试验技术领域,具体公开了一种整体模拟试验中反应堆压力容器分布式模拟结构。该模拟结构包括堆芯模拟容器与环腔模拟容器,堆芯模拟容器整体为圆柱筒结构,其上下两端采用法兰连接,且堆芯模拟容器下设有管嘴,并通过管道与环腔模拟容器下端的环腔出口接管相连接,其中,环腔模拟容器模拟反应堆容器原型环腔上部分,堆芯模拟容器与环腔模拟容器之间连接的管道模拟反应堆容器原型环腔下部分。该模拟结构模拟了反应堆压力容器原型下降环腔的环形通道,能够更好地满足几何相似准则、动力学准则,满足经济性和相关模拟准则,同时,该结构简单,在下降环腔模拟体与堆芯模拟体分开布置,有利于堆芯流量的测量。
1.一种整体模拟试验中反应堆压力容器分布式模拟结构,其特征在于:该模拟结构包括堆芯模拟容器(1)与环腔模拟容器(2),堆芯模拟容器(1)整体为圆柱筒结构,其上下两端采用法兰连接,且堆芯模拟容器(1)下设有管嘴,并通过管道与环腔模拟容器(2)下端的环腔出口接管(12)相连接,其中,环腔模拟容器(2)模拟反应堆容器原型环腔上部分,堆芯模拟容器(1)与环腔模拟容器(2)之间连接的管道模拟反应堆容器原型环腔下部分。
2.根据权利要求1所述的一种整体模拟试验中反应堆压力容器分布式模拟结构,其特征在于:所述的环腔模拟容器(2)包括筒体(6)、上封头(7)、下封头(8),其中,筒体(6)通过上封头(7)密封,且在上封头(7)上端安装有排气接管(10),筒体(6)下端通过下封头(8)密封,且在下封头(8)上设有环腔出口接管(12),并通过管道与堆芯模拟容器(1)下部的管嘴相连接。
3.根据权利要求2所述的一种整体模拟试验中反应堆压力容器分布式模拟结构,其特征在于:所述的环腔模拟容器(2)中的筒体(6)外壁上还设有安注接管(5)、环腔接口接管(11)以及耳式支架(13),其中,两个环腔进口接管(11)相对布置,且安注接管(5)与其中一个环腔进口接管(11)成75°夹角布置。
4.根据权利要求1所述的一种整体模拟试验中反应堆压力容器分布式模拟结构,其特征在于:所述的堆芯模拟容器(1)与环腔模拟容器(2)之间管道的截面积按反应堆容器原型环腔截面积以一定比例缩小,环腔模拟容器(2)内径按相同比例缩小。
5.根据权利要求2或3所述的一种整体模拟试验中反应堆压力容器分布式模拟结构,其特征在于:所述的筒体(6)内部设有吊篮(9),且吊篮(9)的外径根据环腔模拟容器(2)的缩放比例确定。
6.根据权利要求1所述的一种整体模拟试验中反应堆压力容器分布式模拟结构,其特征在于:所述的堆芯模拟容器(1)内高与反应堆容器原型内高相等,堆芯模拟容器(1)上段空腔模拟反应堆容器原型上空腔,且上段空腔高度与反应堆容器原型上腔高度一致。
7.根据权利要求1或6所述的一种整体模拟试验中反应堆压力容器分布式模拟结构,其特征在于:所述的堆芯模拟容器(1)上部设有堆芯出口管(3)。
8.根据权利要求2或3所述的一种整体模拟试验中反应堆压力容器分布式模拟结构,其特征在于:所述的筒体(6)为圆柱筒结构,上封头(7)为盖状结构。
9.根据权利要求3所述的一种整体模拟试验中反应堆压力容器分布式模拟结构,其特征在于:所述的安注接管(5)与堆芯模拟容器(1)中堆芯上表面的高度差与反应堆容器原型一致。技术领域
本发明属于反应堆压力容器模拟试验技术领域,具体涉及一种整体模拟试验中反应堆压力容器分布式模拟结构。
背景技术
在整体模拟试验中,需要对反应堆压力容器及内部构件进行模拟,根据试验装置的功能需求,模拟的方法也有所不同。目前,对反应堆压力容器下降环腔的模拟主要有整体式下降环腔和外置式独立下降段两种模拟方式。采用整体式下降环腔模拟方式的试验装置,反应堆压力容器模拟体的结构与原型反应堆结构相似,下降环腔为由压力容器内壁与堆芯吊篮的外壁围成的环腔,这种模拟方式在模拟反应堆下降环腔的流场和温度场的多维现象方便具有优势,但是不能满足动力学准则,且结构较复杂,制造成本较高。APEX整体模拟试验装置的压力容器模拟体与反应堆结构类似,下降环腔为由压力容器内壁与堆芯吊篮的外壁围成的环腔。ATLAS整体模拟试验装置,在设计反应堆容器下降段的时候,更多的是考虑直接容器注射(directxa0vesselxa0injection(DVI))引起的多维现象的再现,以及如泡罩等处表面张力效应与流体状态的保持,因此也采用了整体式下降环腔模拟方式。INER整体系统试验(IIST)装置也采用了整体式下降环腔的模拟方式。采用外置式独立下降段模拟方式的试验装置,利用外置式下降圆管模拟原型反应堆压力容器的环型下降腔,这种模拟方式方便堆芯流量测量,阻力模拟准确,能够满足比例模拟准则,结构简单,有较高的经济性。法国BETHSY电站压水堆整体模拟试验装置、BUSHEHR整体试验装置(BITF)、PSB-VVER整体模拟试验装置、ISB-VVER整体模拟试验装置、PACTEL整体模拟试验装置、SPES-2整体模拟试验装置等均采用了外置式独立下降段模拟方式。在国内,核动力院反应堆自然循环整体模拟实验装置(简称NCIF)也采用装有间接轴向均匀电加热元件和控制棒导向管模拟件的容器模拟堆芯,采用外置式下降圆管模拟原型反应堆的环型下降腔。现有采用外置式独立下降段模拟方式的试验装置中,反应堆下降环腔的模拟均采用了外置圆管的模拟方式,虽然能够满足几何相似准则、动力学准则等比例模拟准则,也无法反映下降环腔的流场和温度场的多维现象,缺点明显。
发明内容
本发明的目的在于提供一种整体模拟试验中反应堆压力容器分布式模拟结构,克服现有整体模拟试验中反应堆压力容器分布式模拟结构的不足,更好地满足比例模拟准则以及热工水力现象模拟,简化堆芯结构,方便堆芯流量的测量。本发明的技术方案如下:一种整体模拟试验中反应堆压力容器分布式模拟结构,该模拟结构包括堆芯模拟容器与环腔模拟容器,堆芯模拟容器整体为圆柱筒结构,其上下两端采用法兰连接,且堆芯模拟容器下设有管嘴,并通过管道与环腔模拟容器下端的环腔出口接管相连接,其中,环腔模拟容器模拟反应堆容器原型环腔上部分,堆芯模拟容器与环腔模拟容器之间连接的管道模拟反应堆容器原型环腔下部分。所述的环腔模拟容器包括筒体、上封头、下封头,其中,筒体通过上封头密封,且在上封头上端安装有排气接管,筒体下端通过下封头密封,且在下封头上设有环腔出口接管,并通过管道与堆芯模拟容器下部的管嘴相连接。所述的环腔模拟容器中的筒体外壁上还设有安注接管、环腔接口接管以及耳式支架,其中,两个环腔进口接管相对布置,且安注接管与其中一个环腔进口接管成75°夹角布置。所述的堆芯模拟容器与环腔模拟容器之间管道的截面积按反应堆容器原型环腔截面积以一定比例缩小,环腔模拟容器内径按相同比例缩小。所述的筒体内部设有吊篮,且吊篮的外径根据环腔模拟容器的缩放比例确定。所述的堆芯模拟容器内高与反应堆容器原型内高相等,堆芯模拟容器上段空腔模拟反应堆容器原型上空腔,且上段空腔高度与反应堆容器原型上腔高度一致。所述的堆芯模拟容器上部设有堆芯出口管。所述的筒体为圆柱筒结构,上封头为盖状结构。所述的安注接管与堆芯模拟容器中堆芯上表面的高度差与反应堆容器原型一致。本发明的显著效果在于:本发明所述的一种整体模拟试验中反应堆压力容器分布式模拟结构模拟了反应堆压力容器原型下降环腔的环形通道,能够更好地满足几何相似准则、动力学准则,相对与外置式圆管模拟环形下降腔,在满足经济性的同时,可以更好地满足相关模拟准则,同时,该结构简单,有较好的经济性,且下降环腔模拟体与堆芯模拟体分开布置,有利于堆芯流量的测量。
附图说明
图1为本发明所述的一种整体模拟试验中反应堆压力容器分布式模拟结构示意图;图2为图1中环腔模拟容器结构示意图;图3为图2另一方向视图;图4为图2的俯视图;图中:1、堆芯模拟容器;2、环腔模拟容器;3、堆芯出口管;4、环腔进口管;5、安注接管;6、筒体;7、上封头;8、下封头;9、吊篮;10、排气接管;11、环腔进口接管;12、环腔出口接管;13、耳式支架。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。如图1~4所示,一种整体模拟试验中反应堆压力容器分布式模拟结构,包括堆芯模拟容器1以及环腔模拟容器2,其中,堆芯模拟容器1整体为圆柱筒结构,其上下两端均采用法兰连接,堆芯模拟容器1内高与反应堆容器原型内高相等,堆芯模拟容器1上段空腔模拟反应堆容器原型上空腔,且堆芯模拟容器1上段空腔高度与反应堆容器原型上腔高度一致,并在堆芯模拟容器1上部安装有堆芯出口管3;堆芯模拟容器1下部圆柱筒体上设有管嘴,并通过管道与环腔模拟容器2下端的环腔出口接管12相连接,其中,环腔模拟容器2模拟反应堆容器原型环腔上部分,堆芯模拟容器1与环腔模拟容器2连接的管道模拟反应堆容器原型环腔下部分,且该管道截面积按反应堆容器原型环腔截面积以一定比例缩小,环腔模拟容器2内径按相同比例缩小;环腔模拟容器2包括筒体6、上封头7、下封头8以及吊篮9,其中,圆柱筒结构的筒体6上端通过盖状的上封头7密封,且在上封头7上端安装有排气接管10,筒体6的下端通过下封头8密封,且在下封头8上安装有环腔出口接管12,并通过管道与堆芯模拟容器1下部的管嘴相连接,筒体6外壁上还安装有安注接管5、环腔进口接管11以及耳式支架13,其中,两个环腔进口接管11相对布置,安注接管5与其中一个环腔进口接管11成75°夹角布置,在筒体6的内部安装有吊篮9,吊篮9的外径根据环腔模拟容器2的缩放比例确定,其中,环腔模拟容器2安装后,保证安注接管5与堆芯模拟容器1中堆芯上表面(即堆芯模拟容器1中电热元件发热段最高点位置)的高度差与反应堆容器原型一致。