一種控制反應堆一回路模擬試驗裝置熱邊界的裝置及方法 技術領域 [0001] 本發(fā)明涉及反應堆模擬技術領域，具體涉及一種控制反應堆一回路模擬試驗裝置熱邊界的裝置及方法。 背景技術 [0002] 目前，核電及核動力裝置較多地采用壓水堆。壓水堆主要由一回路和二回路系統(tǒng)組成。一回路負責將核能轉換為熱能，并將熱量傳遞給二回路。二回路負責將熱能轉化為電能或機械能。在研究反應堆熱工水力特性或進行熱工水力安全分析時，通常采用開展模擬試驗的方法。模擬試驗裝置既可以包括整個反應堆的一、二回路，也可以重點建立反應堆一回路的模擬試驗裝置。 [0003] 從經(jīng)濟型和實用性的考慮，模擬試驗裝置通常會按照原型尺寸進行縮比，尤其在寬度方向縮比的程度較大，造成模擬試驗裝置的比表面積比原型偏大，即在相同的容積下，試驗裝置的換熱表面積更大，這導致在試驗中散熱損失的比例遠大于原型。 [0004] 為了減小散熱，準確模擬原型的熱邊界條件，現(xiàn)有試驗裝置通常采用在設備及管道的外壁面包裹保溫棉的方法，阻止熱量流失。但該方法存在兩個方面的問題。一是保溫效果有限。當外界環(huán)境溫度較低時，即使包裹了保溫棉，試驗裝置散熱損失仍然很大。二是無法進行適應性調(diào)節(jié)。當試驗工況或外界環(huán)境溫度變化時，散熱損失的大小會隨之變化，無法保證試驗在相同的熱邊界條件下進行。 [0005] 基于此，研究并開發(fā)設計一種控制反應堆一回路模擬試驗裝置熱邊界的裝置及方法。 發(fā)明內(nèi)容 [0006] 本發(fā)明所要解決的技術問題是：試驗裝置采用在設備及管道的外壁面包裹保溫棉的方式保溫效果有限，無法根據(jù)試驗工況或外界環(huán)境變化對散熱損失進行適應性調(diào)節(jié)，目的在于提供一種控制反應堆一回路模擬試驗裝置熱邊界的方法及裝置，解決反應堆一回路模擬試驗裝置的發(fā)熱部件、非發(fā)熱部件的熱損失補償問題。 [0007] 本發(fā)明通過下述技術方案實現(xiàn)： [0008] 一種控制反應堆一回路模擬試驗裝置熱邊界的裝置，包括反應堆模擬體、堆芯模擬體，反應堆模擬體上設有壓力測量裝置，反應堆模擬體的進口端分別設有反應堆進口溫度測量裝置和流量測量裝置，反應堆模擬體的出口端設有反應堆出口溫度測量裝置。 [0009] 現(xiàn)有反應堆一回路模擬試驗裝置的反應堆模擬體散熱損失一般采用在反應堆模擬體外包裹保溫棉，且同時提高堆芯模擬體的電功率來消除反應堆模擬體散熱損失帶來的影響，但是在具體實施過程中，散熱損失難以測量，無法達到熱補充的目的。 [0010] 基于此，發(fā)明采用在反應堆模擬體的進口端設置反應堆進口溫度測量裝置、流量測量裝置、在反應堆模擬體上設置壓力測量裝置，反應堆模擬體的出口端設置反應堆出口溫度測量裝置，獲得反應堆模擬體的進出口溫度、系統(tǒng)壓力和流量。 [0011] 通過上述采集的數(shù)據(jù)計算獲得反應堆模擬體中獲得實際加熱功率，調(diào)節(jié)堆芯模擬體的電功率，使測得的反應堆模擬體的實際加熱功率與該工況下的堆芯模擬體的功率相同，或使測得的反應堆模擬體的實際加熱功率與該工況下的堆芯模擬體的功率的差值相對誤差小于等于2％，則反應堆模擬體上的散熱損失得到全部補償，滿足絕熱邊界條件。 [0012] 本技術方案中涉及到的反應堆模擬體、堆芯模擬體的結構及其原理為核領域的公知技術，不再詳述。反應堆模擬體其主要作用是模擬壓水堆原型中的壓力容器，壓力容器中的堆芯部分采用堆芯模擬體進行模擬，具體模擬方法為采用電加熱來模擬核釋熱。 [0013] 本技術方案中反應堆進口溫度測量裝置、反應堆出口溫度測量裝置可為溫度計或溫度傳感器等，壓力測量裝置可為壓力傳感器、流量測量裝置可為流量計具體可為文丘里流量計等。 [0014] 進一步地，還包括蒸汽發(fā)生器，蒸汽發(fā)生器的進口端設有蒸汽發(fā)生器入口溫度測量裝置，蒸汽發(fā)生器與反應堆模擬體之間通過管道連接。 [0015] 進一步地，所述蒸汽發(fā)生器的出口端與反應堆模擬體的進口端之間設有主循環(huán)泵，在主循環(huán)泵、蒸汽發(fā)生器的進出口腔室、管道的外表面均勻布置有纏繞式電加熱系統(tǒng)。 [0016] 纏繞式電加熱系統(tǒng)可對反應堆一回路模擬系統(tǒng)中的對應段進行加熱，使反應堆出口溫度與蒸汽發(fā)生器入口溫度的差在允許范圍內(nèi)，允許誤差范圍具體可為小于等于1℃或反應堆出口溫度與蒸汽發(fā)生器入口溫度相等，則散熱段的熱損失被補償，絕熱條件建立。 [0017] 采用纏繞式電加熱系統(tǒng)可對反應堆一回路模擬試驗裝置中非發(fā)熱部件中熱邊界進行控制。 [0018] 進一步地，所述纏繞式電加熱系統(tǒng)包括纏繞在管道壁的電加熱絲，電加熱絲的表面覆蓋有保溫棉，電加熱絲與管道壁之間設有云母帶，電加熱絲的兩端與直流電源連接。

1.一種控制反應堆一回路模擬試驗裝置熱邊界的裝置，其特征在于：包括反應堆模擬體(3)、堆芯模擬體(4)，反應堆模擬體(3)上設有壓力測量裝置(9)，反應堆模擬體(3)的進口端分別設有反應堆進口溫度測量裝置(7)和流量測量裝置(6)，反應堆模擬體(3)的出口端設有反應堆出口溫度測量裝置(8)；還包括蒸汽發(fā)生器(5)，蒸汽發(fā)生器(5)的進口端設有蒸汽發(fā)生器入口溫度測量裝置(10)，蒸汽發(fā)生器(5)與反應堆模擬體(3)之間通過管道(1)連接，所述蒸汽發(fā)生器(5)的出口端與反應堆模擬體(3)的進口端之間設有主循環(huán)泵(2)，在主循環(huán)泵(2)、蒸汽發(fā)生器(5)的進出口腔室、管道(1)的外表面均勻布置有纏繞式電加熱系統(tǒng)，所述纏繞式電加熱系統(tǒng)包括纏繞在管道壁(1-3)的電加熱絲(1-4)，電加熱絲(1-4)的表面覆蓋有保溫棉(1-1)，電加熱絲(1-4)與管道壁(1-3)之間設有云母帶(1-2)，電加熱絲(1- 4)的兩端與直流電源連接； 調(diào)節(jié)纏繞式電加熱系統(tǒng)的直流電源電壓，改變電加熱絲(1-4)輸入的熱補償功率，使反應堆模擬體(3)出口溫度與蒸汽發(fā)生器(5)入口溫度、反應堆模擬體(3)入口溫度與蒸汽發(fā)生器(5)出口溫度均相等或差值均小于等于1℃； 通過反應堆進口溫度測量裝置(7)、反應堆出口溫度測量裝置(8)、壓力測量裝置(9)、流量測量裝置分別獲得反應堆模擬體的進出口溫度、系統(tǒng)壓力、流量數(shù)據(jù)，計算流體在反應堆模擬體(3)中加熱功率，調(diào)節(jié)堆芯模擬體(4)的電功率，使計算獲得的反應堆模擬體(3)的電加熱功率與該工況下堆芯模擬體(4)要達到的電功率相等或相對誤差小于等于2％。 2.根據(jù)權利要求1所述的一種控制反應堆一回路模擬實驗裝置熱邊界的裝置，其特征在于：所述蒸汽發(fā)生器(5)的出口端設有蒸汽發(fā)生器出口溫度測量裝置(11)。 3.根據(jù)權利要求1或2所述的一種控制反應堆一回路模擬實驗裝置熱邊界的裝置，其特征在于：所述流量測量裝置(6)為文丘里流量計。 4.一種如權利要求1所述控制反應堆一回路模擬試驗裝置熱邊界裝置的操作方法，包括以下操作步驟， 通過提高堆芯模擬體(4)電功率來消除反應堆模擬體(3)散熱損失的帶來影響，采用如下方法調(diào)節(jié)堆芯模擬體(4)電功率：