一种压水堆事故后燃料组件内碎片流动的模拟系统及方法
专利汇可以提供一种压水堆事故后燃料组件内碎片流动的模拟系统及方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供一种压 水 堆事故后 燃料 组件内碎片流动的模拟系统及方法，包括：搅混系统，利用多 自由度 搅拌器提供始终浑浊的碎片试验环境；试验段，用于固定 燃料组件 并观察碎片在组件内的流动；循环系统，用于驱动碎片溶液持续通过所述试验段；在线 监控系统 ，实时监控试验系统中的各个关键参数和环境变量。该方法包括收集压水堆核电站LOCA事故后旁通地坑滤网进入反应堆的碎片种类、数量、冷却剂流量和 温度 等参数，设多个分析模式，得到每个分析模式下碎片造成的最终流阻和其分布特性。实施本发明，更准确地分析设备在杂质环境中的运行性能，为 安全分析 程序的分析输入积累可靠的试验数据，为保证压水堆核电厂应急 堆芯 冷却系统安全功能的可靠执行提供支持。，下面是一种压水堆事故后燃料组件内碎片流动的模拟系统及方法专利的具体信息内容。
1.一种压水堆事故后燃料组件内碎片流动的模拟系统及方法，其特征在于，该系统包括：搅混系统、试验段、循环系统和在线监测系统；
所述搅混系统，利用多自由度搅拌器向回路提供始终浑浊的碎片试验环境；所述试验段，用于固定燃料组件并观察碎片在组件内的流动；所述循环系统，用于驱动碎片溶液持续通过所述试验段；所述在线监控系统，实时监控试验系统中的各个关键参数和环境变量。
2.如权利要求1所述的搅混系统，其特征在于，所述搅混系统包括碎片搅拌系统，回路碎片溶液搅拌系统，加热系统，浊度计，三点式铠装热电偶。
所述碎片搅拌系统，专门用于搅拌试验用高粘度碎片溶液。系统包括，搅拌电机，螺杆，螺带叶片，扇形叶片和搅拌箱。螺杆转动带动螺带叶片和扇形叶片转动，对碎片进行多自由度充分搅拌。所述搅拌箱设计带有一定角度的导流坡，防止碎片在此沉降。
所述回路碎片溶液搅拌系统，包括多自由度搅拌装置，横移板和搅混水箱。所述多自由度搅拌装置包括电机，搅拌杆，搅拌叶和扇形叶片。所述横移板带动搅拌装置前后移动，对水箱内碎片溶液进行全方位搅拌。所述搅混水箱，箱体为方形结构，在水箱四面安装有透明亚克力玻璃窗，便于全方位实时观察水箱内部试验状态。水箱底部设有导流坡，有利于碎片进入循环系统。
所述浊度计，安装与水箱一侧，用于实时监测水箱内碎片溶液的浑浊度。
所述加热系统，用于对水箱内的碎片溶液进行加热至试验目标温度。
所述三点式铠装热电偶，在水箱内轴向多层分布，测量水箱内不同高度溶液的温度。
3.如权利要求1所述的试验段，其特征在于，包括下腔室，高压段，中压段、低压段和上腔室；
所述下腔室内设置使得碎片溶液在进入燃料组件前能充分混合和发展的导流部件；所述导流部件包括在所述下腔室入口段带有一定斜度的导流坡，带有3×3均匀分布尺寸相同流水孔的导流板，使得通过导流板9个流水孔的流量相当，以及具有一定长度的直流段，使得流体充分发展。
所述高压段、中压段、低压段均主要采用耐压性和透明度均很好的亚克力玻璃制成，便于全方位观察碎片在燃料组件各处的堵塞行为，以及方便组件清洗。
4.如权利要求1所述循环系统，其特征在于，包括循环泵、循环管路、加热管路、旁路管路和相应的阀门。所述循环管路，为水箱内碎片溶液提供循环通路。所述加热管路，连接水箱出口与试验段下腔室，管路外部先缠绕加热丝，用于再加热水箱中碎片溶液至目标温度。
所述调节阀V2，可精确调节阀门开度，从而实现流量的阶梯调节。所述旁路管路，用来减少试验段因完全堵塞给循环泵造成的负荷。
5.如权利要求1所述的在线监控系统，其特征在于，综合利用温度传感器、压力传感器、差压传感器、流量计、浊度仪等测量仪表，直观地在线监测不同工况条件下试验系统各个关键参数，控制试验过程中试验水箱内的液体温度流量恒定，利于更加准确真实的监测出设备在杂质环境中的运行性能。
所述在线监控系统，采用温度自动控制方式，通过自带的温度探头测量加热装置内的流动介质温度，来调整电加热器内加热线圈或加热丝的开启和加热功率大小；并在达到设定温度时自动降低加热装置的功率，使温度恒定在设定好的温度上，实现温度的智能控制。
所述在线监控系统，采用智能化流量自动控制方式，智能控制系统包括，控制器、传感器、对象和执行器。控制器选用PLC和变频器，传感器选用电磁流量传感器，执行器为循环泵电机。
6.如权利要求5所述智能化流量控制系统，其特征在于，以供水出口管道水流量为控制目标，在控制上实现出口管道的实际流量跟随设定的水流量。水流量的设定值可以是一个定值，也可以是一个时间分段函数，在每一个时段内是一个常数。
7.一种压水堆事故后燃料组件内碎片流动的模拟方法，其特征在于，该方法包括，收集压水堆核电站不同破口事故工况下安全壳内相关的环境参数；确定每种事故工况下旁通地坑滤网进入反应堆的碎片种类、数量、冷却剂流量和温度等参数，并将这些参数设置多个分析模式，得到每一分析模式下所述参数对燃料组件压降的影响，并将造成最大压降结果或碎片附着燃料组件最严重的情况作为极限工况，输入安全分析程序以拟定相对应解决措施。
所述多个分析模式，包括：
模拟热段破口，事故后堆芯安注流量大，进入燃料组件内的碎片多且快，假设流至地坑滤网的颗粒、纤维碎片和化学碎片100％旁通滤网进入燃料组件，为第一模式。
模拟冷段破口，事故后堆芯安注流量小，进入燃料组件内的碎片少且慢，假设流至地坑滤网的颗粒和化学碎片100％旁通滤网进入燃料组件，只有部分纤维碎片旁通滤网进入燃料组件，为第二模式。
模拟冷段破口，因为小流量下碎片更容易形成致密均匀的碎片床，相应流阻更高，所以考虑极限情况，假设流至地坑滤网的颗粒、纤维碎片和化学碎片100％旁通滤网进入燃料组件，为第三模式。
根据流体温度，模拟冷态(常温)和热态(80℃)，为第四分析模式。
化学沉淀物在安全壳地坑中缓慢形成且种类较多，进入燃料组件的数量是逐渐增多的，依照特定的生成曲线，为第五模式。
所有碎片进入燃料组件后，流量进行阶跃式变化，观察流量的波动对燃料组件压降和碎片再分布的影响，为第六模式。
一种压水堆事故后燃料组件内碎片流动的模拟系统及方法
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具体实施方式
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