一种铅冷自然循环传热通用实验台架及其实验方法技术

本发明专利技术公开了一种铅冷自然循环传热通用实验台架及其实验方法，属于铅冷快堆热工水力实验领域。本发明专利技术包括熔铅罐、主罐体、铅油换热器和油水换热器，主罐体的进料口、出料口与熔铅罐之间设有铅管道系统；主罐体内设有冷池和热池，热池下端与冷池连通，热池下段设有加热棒，热池上端连接铅油换热器铅侧入口，铅油换热器铅侧出口与冷池连通，铅油换热器油侧入口连接进油管，铅油换热器油侧出口连接出油管，出油管连接油水换热器油侧入口，进油管连接油水换热器油侧出口，进油管上设有导热油泵，油水换热器水侧入口连接进水管，油水换热器水侧出口连接回水管。本发明专利技术为以液态金属为工质的热工水力实验研究提供新的技术支持，具有重要的工程实用价值。的工程实用价值。的工程实用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种铅冷自然循环传热通用实验台架及其实验方法


[0001]本专利技术属于铅冷快堆热工水力实验领域，具体涉及一种铅冷自然循环传热通用实验台架及其实验方法。

技术介绍

[0002]核能作为一种清洁、高效和优质的能源，对调整能源结构、保障能源供给和缓解大气污染等具有重要意义，在世界范围内获得了广泛应用。铅冷快堆因其具备良好的核废料嬗变和核燃料增殖能力，以及较高的安全性和经济性，被GIF预计有望成为首个实现工业示范化的第四代核能系统。所谓铅冷快堆，是指采用液态铅或铅铋合金冷却的快中子反应堆。高温液铅冷却剂能否安全高效的将堆芯释热导出，对反应堆的安全运行起着至关重要的作用。再者，铅冷快堆自然循环的瞬态运行特性与反应堆的热工水力特性密切相关，因此，要想充分了解铅冷快堆自然循环的热工水力学特性，需开展大量的热工水力实验研究。
[0003]800kW自然循环正常运行工况下反应堆中冷却液铅的压力大约在0.4MPa，温度在530℃。在铅冷快堆自然循环实验中，一回路冷却剂的流动是通过自然循环建立起来的，而影响堆内自然循环的因素较多，包括堆芯功率、换热器高度、冷却剂流道儿何结构、二次侧冷却剂等，这使铅冷自然循环实验具有较为复杂的热工水力学现象。相关文献表明，铅基冷却剂具有热膨胀性能好、自然循环能力强的特点，能够在设计的运行温度范围内提供足够的自然循环能力来冷却堆芯，是小型自然循环反应堆理想的冷却剂。
[0004]现有四代快堆中低压自然循环流动不稳定性机理尚不明确，自然循环系统流动在低压与高压的结果会有较大区别，同时系统压力参数的不同也会造成不稳定的差异；此外低压自然循环数值计算缺乏实验验证，时域分析中多采用基于两流体六方程模型的RELAP5程序，对流动不稳定性进行分析，但目前RELAP5/MOD4.0中尚无铅的物性参数，而且国内暂无以液态铅为工质，开展的相关流动传热的实验数据，缺乏在铅冷低压自然循环下的仿真理论实验参数。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种铅冷自然循环传热通用实验台架。
[0006]本专利技术的再一目的是提供一种铅冷自然循环传热通用实验台架的实验方法。
[0007]本专利技术的技术方案是：一种铅冷自然循环传热通用实验台架，包括熔铅罐、主罐体、铅油换热器和油水换热器，主罐体上端设有进料口，主罐体下端设有出料口，进料口处设有进料阀，出料口处设有出料阀，进料口、出料口与熔铅罐之间设有铅管道系统；主罐体内设有冷池和热池，热池位于冷池中央，热池下端与冷池连通，热池下段设有加热棒，铅油换热器设在冷池上部，热池的上端连接铅油换热器铅侧入口，铅油换热器铅侧出口与冷池连通，铅油换热器油侧入口连接进油管，铅油换热器油侧出口连接出油管，出油管连接油水换热器油侧入口，进油管连接油水换热器油侧出口，进油管上设有导热油泵，油水换热器水侧入口连接进水管，油水换热器水侧出口连接回水管。
[0008]作为本专利技术的进一步改进，出油管上设有导热油膨胀槽。
[0009]作为本专利技术的进一步改进，铅管道系统包括连通管、上料管和放料管，连通管设在进料口和熔铅罐之间，上料管连接于熔铅罐和连通管之间，上料管上设有机械铅泵，放料管连接于出料口和连通管之间。
[0010]作为本专利技术的进一步改进，上料管上设有进口调节阀。
[0011]作为本专利技术的进一步改进，还包括调节管，调节管两端连接于导热油泵两端的进油管上，调节管上设有导热油调节阀。
[0012]作为本专利技术的进一步改进，铅油换热器设有多个且围绕热池均匀布置。
[0013]作为本专利技术的进一步改进，机械铅泵前端设有过滤网。
[0014]作为本专利技术的进一步改进，在熔铅罐、主罐体、连通管、上料管和放料管外部包裹有保温棉，以减少热量损失。
[0015]本专利技术的有益效果是：本专利技术以一个实验台架实现了以液铅为工质进行自然循环实验的实验系统，填补了目前暂无以液态铅为工质、开展相关流动传热的空白，为以液态金属为工质的热工水力实验研究提供新的技术支持，具有重要的工程实用价值。
附图说明
[0016]图1是本专利技术一种铅冷自然循环传热通用实验台架的结构示意图。
[0017]图中：1
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熔铅罐；2
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进口调节阀；3
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放料阀；4
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第一出油阀；5
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进料阀；6
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主罐体；61
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进料口；62
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出料口；7
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铅油换热器；8
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冷池；9
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加热棒；10
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热池；11
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出料阀；12
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过滤网；17
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导热油膨胀槽；18
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第二出油阀；19
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油水换热器；20
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进油阀；21
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导热油泵；24
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调节管；25
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导热油调节阀；26
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进水管；27
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进水阀；28
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回水阀；29
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回水管；30
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连通管；31
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上料管；32
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放料管；33
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机械铅泵；34
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进油管；35
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出油管。
具体实施方式
[0018]以下结合附图对本专利技术进行详细说明。
[0019]实施例1、如图1所示，一种铅冷自然循环传热通用实验台架，包括熔铅罐1、主罐体6、铅油换热器7和油水换热器19，主罐体6上端设有进料口61，主罐体6下端设有出料口62，进料口61处设有进料阀5，出料口62处设有出料阀11，进料口61、出料口62与熔铅罐1之间设有铅管道系统；主罐体6内设有冷池8和热池10，热池10位于冷池8中央，热池10下端与冷池8连通，热池10下段设有加热棒9，铅油换热器7设在冷池8上部，热池10的上端连接铅油换热器7铅侧入口，铅油换热器7铅侧出口与冷池8连通，铅油换热器7油侧入口连接进油管34，铅油换热器7油侧出口连接出油管35，出油管35连接油水换热器19油侧入口，进油管34连接油水换热器19油侧出口，进油管34上设有导热油泵21，油水换热器19水侧入口连接进水管26，油水换热器19水侧出口连接回水管29。
[0020]出油管35上设有导热油膨胀槽17。导热油膨胀槽17前后的出油管35上分别设有第一出油阀4和第二出油阀18，进油管34上设有进油阀20，进水管26上设有进水阀27，回水管29上设有回水阀28。
[0021]铅管道系统包括连通管30、上料管31和放料管32，连通管30设在进料口61和熔铅
罐1之间，上料管31连接于熔铅罐1和连通管30之间，上料管31上设有机械铅泵33和进口调节阀2，放料管32连接于出料口62和连通管30之间。连通管30下端设有放料阀3。
[002本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铅冷自然循环传热通用实验台架，其特征在于：包括熔铅罐（1）、主罐体（6）、铅油换热器（7）和油水换热器（19），所述主罐体（6）上端设有进料口（61），主罐体（6）下端设有出料口（62），进料口（61）处设有进料阀（5），出料口（62）处设有出料阀（11），进料口（61）、出料口（62）与熔铅罐（1）之间设有铅管道系统；主罐体（6）内设有冷池（8）和热池（10），热池（10）位于冷池（8）中央，热池（10）下端与冷池（8）连通，热池（10）下段设有加热棒（9），所述铅油换热器（7）设在冷池（8）上部，热池（10）的上端连接铅油换热器（7）铅侧入口，铅油换热器（7）铅侧出口与冷池（8）连通，铅油换热器（7）油侧入口连接进油管（34），铅油换热器（7）油侧出口连接出油管（35），出油管（35）连接油水换热器（19）油侧入口，进油管（34）连接油水换热器（19）油侧出口，进油管（34）上设有导热油泵（21），油水换热器（19）水侧入口连接进水管（26），油水换热器（19）水侧出口连接回水管（29）。2.根据权利要求1所述的一种铅冷自然循环传热通用实验台架，其特征在于：所述出油管（35）上设有导热油膨胀槽（17）。3.根据权利要求1或2所述的一种铅冷自然循环传热通用实验台架，其特征在于：所述铅管道系统包括连通管（30）、上料管（31）和放料管（32），连通管（30）设在进料口（61）和熔铅罐（1）之间，上料管（31）连接于熔铅罐（1）和连通管（30）之间，上料管（31）上设有机械铅泵（33），放料管（32）连接于出料口（62）和连通管（30）之间。4.根据权利要求3所述的一种铅冷自然循环传热通用实验台架，其特征在于：所述上料管（31）上设...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾龙，刘扬，王向阳，张璐，苏兴康，陈起健，石千万，李显文，
申请(专利权)人：中国科学院近代物理研究所，
类型：发明
国别省市：