模拟钠冷快堆堆芯组件盒间流热工水力过程的装置的制作方法-k8凯发

本公开涉及核电安全，尤其涉及一种模拟钠冷快堆堆芯组件盒间流热工水力过程的装置。

背景技术：

1、核电机组的安全问题是核电技术发展的关键问题，特别是核电机组在全厂断电或主泵卡死等极端事故工况紧急停堆后，能够将堆芯衰变余热及时排出，保证反应堆堆芯安全，一直是大型反应堆最重要的安全问题之一。钠冷快堆作为一种快中子堆，堆芯功率密度很高，结构设计十分紧凑，极端事故工况紧急停堆后，堆芯衰变余热功率大，对保证钠冷快堆极端事故工况下堆芯的安全提出了挑战。

2、极端事故工况下，钠冷快堆堆芯的衰变余热可以通过钠流的自然循环排出，此时钠流的自然循环路径分为两种，一种是从堆芯组件内部流过，钠流直接掠过燃料棒束带走衰变余热，称之为盒内流自然循环；另一种是各个堆芯组件的组件盒外壁之间构成的堆芯组件盒间通道内的钠流，在堆芯中央组件温度较高的区域受热上升带走组件的衰变余热，称之为盒间流自然循环。盒间流自然循环是钠冷快堆极端事故工况时堆芯组件衰变余热排出的主要路径之一，能够带走堆芯组件20-50％的衰变余热功率，因此研究钠冷快堆堆芯组件盒间钠流的热工水力过程，对于钠冷快堆的堆芯设计具有重要意义。

3、现有对钠冷快堆堆芯组件盒间流热工水力过程的模拟方法主要集中在3个组件盒形成的盒间流道或6个组件盒环绕1个组件盒形成的盒间流道，这些方法虽然能够完成部分堆芯盒间流热工水力过程的模拟，但是未考虑堆芯径向组件功率分布对盒间流热工水力的影响，不能模拟钠冷快堆完整的堆芯盒间结构，同时，现有模拟方法中钠流均从盒间底部进入，因而仅能够模拟盒间流的轴向流场，不能模拟盒间流在堆芯径向方向的流动。

技术实现思路

1、为解决现有技术中的技术问题，本公开提供一种模拟钠冷快堆堆芯组件盒间流热工水力过程的装置，能够近似模拟钠冷快堆完整的堆芯组件盒间流道的热工水力特性。

2、作为本公开实施例的一个方面，提供了一种模拟钠冷快堆堆芯组件盒间流热工水力过程的装置，包括模拟堆芯主体、多个加热元件以及多个钠流供应装置。模拟堆芯主体包括壳体、多个模拟堆芯组件。壳体被构造成大致的长方体结构，多个模拟堆芯组件沿高度方向平行地设置在上述壳体内，在相邻的模拟堆芯组件之间形成盒间流道；多个加热元件被构造成以不同的功率对上述模拟堆芯组件进行加热，使得上述模拟堆芯组件的温度沿上述壳体的长度方向温度递减，以在上述模拟堆芯主体内形成多个模拟温度区；多个钠流供应装置与上述模拟堆芯主体连通，以形成多个循环回路，使得液态钠在上述盒间流道内横向流动和轴向流动，以模拟快堆堆芯的盒间钠流的横向流动和轴向流动。

3、根据本公开实施例的模拟钠冷快堆堆芯组件盒间流热工水力过程的装置，通过将模拟堆芯主体构造成大致的长方体结构，在相近的模拟堆芯组件之间形成盒间流道，并通过加热元件使模拟堆芯组件的温度沿模拟堆芯主体的长度方向温度递减，来模拟堆芯内不同的周向位置和径向位置的堆芯组件，能够模拟实际堆芯内完整的盒间流道。并设置多个钠流供应装置与模拟堆芯主体连通，形成多个循环回路，使得液态钠在盒间流道内横向流动和轴向流动，可以近似模拟钠冷快堆完整的堆芯组件盒间流道的热工水力特性。

技术特征：

1.一种模拟钠冷快堆堆芯组件盒间流热工水力过程的装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，多个所述模拟堆芯组件还包括：

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述半盒组件和全盒组件在所述壳体内相对于在长度方向上平分所述壳体的平面对称布置。

4.根据权利要求1-3中的任一项所述的装置，其特征在于，所述壳体的顶部设有至少一个出液口，在所述壳体的长度方向的一侧设有多个进液口，所述模拟堆芯组件的温度在远离所述进液口的长度方向上递增，以模拟快堆堆芯的温度场，使得所述模拟温度区包括对应于快堆堆芯的中央区的高温区、对应于快堆堆芯的中央区域外围的中温区、以及对应于快堆堆芯的中温区外围的低温区。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述钠流供应装置包括：

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述钠流供应装置还包括：

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述钠流供应装置还包括：

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，位于所述壳体的中部的进液口包括：

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述钠流供应装置还包括：

10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述钠流供应装置还包括：

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述进钠管与上连通管连通，以由每个所述模拟堆芯组件的内部、上钠池、上连通管和进钠管形成轴向钠流循环。

12.根据权利要求1-3中的任一项所述的装置，其特征在于，还包括：

13.根据权利要求1-3中的任一项所述的装置，其特征在于，还包括：

14.根据权利要求1-3中的任一项所述的装置，其特征在于，还包括：

技术总结
本公开涉及核电安全技术领域，尤其涉及一种模拟钠冷快堆堆芯组件盒间流热工水力过程的装置。钠冷快堆堆芯组件自然循环时钠流摩擦阻力的测量装置包括：模拟堆芯主体，包括：壳体，被构造成大致的长方体结构；以及多个模拟堆芯组件，沿高度方向平行地设置在壳体内，在相邻的模拟堆芯组件之间形成盒间流道；多个加热元件，被构造成以不同的功率对模拟堆芯组件进行加热，使得模拟堆芯组件的温度沿壳体的长度方向温度递减，以在模拟堆芯主体内形成多个模拟温度区；以及多个钠流供应装置，与模拟堆芯主体连通，以形成多个循环回路，使得液态钠在盒间流道内横向流动和轴向流动，以模拟快堆堆芯的盒间钠流的横向流动和轴向流动。

技术研发人员：周志伟,杨红义,刘健,李虹锐,薛秀丽,罗锐,林超,刘光耀,王予烨,高鑫钊
受保护的技术使用者：中国原子能科学研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/2/8