基本信息
- 項目名稱：
- 動態(tài)壓水堆模型
- 小類：
- 能源化工
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 本模型為壓水堆全系統(tǒng)的實物模型，包括一回路、二回路及冷卻系統(tǒng)等環(huán)節(jié)，全面真實地模擬了核電站的主要設備，演示其運行狀況。依據(jù)與核動力裝置相似的工作原理，模型可在低溫常壓條件下使用，且造價低。本模型可用于核動力相關部門及教學單位對核動力裝置的實物動態(tài)模擬演示、科普宣傳和教學，有助于加深學生對壓水堆的結構及工作原理的認識和理解，解決長期困擾師生的理解困難及課程難點。
- 詳細介紹：
- 壓水堆動態(tài)模型的主要結構包括回路、二回路及冷卻系統(tǒng)、一回路的溫度控制系統(tǒng)、操作臺的控制面板等。一回路有堆芯，蒸汽發(fā)生器，穩(wěn)壓器，主泵；二回路有汽輪機，冷凝器，熱井，凝水泵，低壓加熱器，除氧器，給水泵，高壓加熱器；循環(huán)冷卻水系統(tǒng)由循環(huán)水泵和冷水源組成.輔助系統(tǒng)有化學與溶劑控制系統(tǒng)和蒸汽發(fā)生器泄放系統(tǒng)。本模型對壓水堆結構進行了合理的簡化，使之成為1:15左右的模型.簡化的原則是簡化后能夠展示壓水堆的結構，且不失客觀性。原因在于真實完整的壓水堆結構異常復雜，其中很多結構與本模型所要展示的壓水堆運行原理并不密切相關，或是為故障情況下的應急備份，因此模型的簡化是合理可行的。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術關鍵和主要技術指標
- 作品設計、發(fā)明目的： 1. 在日本福島核危機的影響下，我國出現(xiàn)許多類似瘋狂搶碘鹽等之類的事情，曝露出我國的核知識普及亟待提高。在這個前提下，我們的反應堆模型正好為國家核知識普及提供了一個很好的平臺。 2. 用于教學使用，使學生更加快速直觀了解壓水反應堆的結構和運行過程。 3. 用于操作員培訓，鍛煉操作員在事故工況下的應急處理能力。 基本思路： 通過認真學習相關專業(yè)知識，我們以我國現(xiàn)行壓水堆為依據(jù)，通過以1:10的比例縮小，進行相關設計和模型制造。但受客觀條件的限制（場地、經(jīng)費等），對于一些反應堆系統(tǒng)我們進行了簡化，使它更容易被核專業(yè)以外人員理解。 創(chuàng)新點： 1. 模型具有可操作性,可完成加熱、控制、發(fā)電等基本過程的模擬； 2. 其整體外觀為有機玻璃材質(zhì)，保留了觀察內(nèi)部結構的演示功能，可清晰展現(xiàn)其內(nèi)部結構及工作過程；內(nèi)部為不銹鋼無縫鋼管，建有控制棒、溫度控制系統(tǒng)等結構，作用等同于核電站操作臺，可實現(xiàn)溫度及功率控制； 3. 二回路使用低沸點有機溶劑，實現(xiàn)相對低溫低壓下的運行模擬。既能模擬壓水堆的運行過程，又降低了設備的強度要求，在達到可視化的同時兼顧安全性，富有開創(chuàng)性意義。填補了小型可視化模擬反應堆運行的實物模型的空白。 技術關鍵： 1.對堆芯、蒸汽發(fā)生器以及其他設備的尺寸和結構嚴格按照大亞灣核電站設備1:10來制作。 2.控制棒采用磁力夾持提升，斷電自動落棒，反應堆緊急停堆。 3.整個反應堆系統(tǒng)的水回路的循環(huán)對整個回路的密封性有較大的要求！
科學性、先進性
- 項目實施從技術上，設計方案構思巧妙嚴謹，運用相似替代原理，在相對低壓低溫條件下，既可達到設定目標，又兼顧了安全性，富有開創(chuàng)性的意義。 區(qū)別于以往僅能揭示壓水堆內(nèi)部結構的靜態(tài)模型，本模型同時具有演示功能和動態(tài)模擬功能，可真實再現(xiàn)加熱、控制、發(fā)電等基本過程，使模型具備可操作性；設置靈活，建造模塊化，經(jīng)適當改造即可進行相應的熱工水力、控制系統(tǒng)分析等實驗，使模型得到充分利用。 該模型填補了在本科階段的教學訓練以及核電站相關培訓中，小型可視化模擬反應堆運行的實物模型的空白，可生動形象的演示出壓水堆的工作原理與具體的工作過程，解決學生們在這一方面長久以來的理解困難，為相關教學以及人員培訓等提供一個平臺。 在日本福島核危機的大背景下，我們的實物模型正好為普及核知識提供一個極好的平臺，避免國內(nèi)民眾應對類似核危機的能力，避免出現(xiàn)類似一些瘋搶碘鹽的現(xiàn)象出現(xiàn)。
獲獎情況及鑒定結果
- 2010哈爾濱工程大學第十七屆“五四杯”課外科技作品競賽中獲一等獎。
作品所處階段
- 實驗室階段
技術轉讓方式
- 技術轉讓或合作開發(fā)
作品可展示的形式
- 實物、產(chǎn)品、現(xiàn)場演示、圖片、錄像
使用說明,技術特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預測
- 適應范圍： 1. 本科教學的演示，以增加學生對整個反應堆知識的理解。 2. 相關電站人員的培訓，由于核電站所招收并非全部核專業(yè)人才，對這部分人的培訓可從觀察實物模型開始。 3. 為普通民眾核知識普及提供一個很好的平臺。 市場分析與經(jīng)濟效益預測： 本模型對解決目前大學課堂普遍遇到的沒有實際復雜模型演示的問題，有重大的意義，國內(nèi)外尚未發(fā)現(xiàn)具有類似功能的模型；不僅可用于壓水堆的相關實驗研究，經(jīng)適當改造還可用于一系列的熱工水力、控制系統(tǒng)分析等實驗，模型得以完善利用，價值發(fā)揮更加充分；不僅有助于解決長期困擾師生的壓水堆結構及工作原理的認識和理解困難，也為學院節(jié)省資金，提供一個便捷的教學平臺，提高教學質(zhì)量，推廣模型化演示在本科教學中的應用。可以說本項目是一項開創(chuàng)性的工作，僅在教學與培訓方面所具有的作用與價值就會超過以往的靜態(tài)模型，具有一定的市場推廣前景。
同類課題研究水平概述
- 目前已有的反應堆模型主要分為如下兩類：一類是三維仿真模型，但這種仿真模型的展示效果不夠直觀，不能夠很好的體現(xiàn)反應堆的具體結構；另一類是實物模型，現(xiàn)在能看到的反應堆實物模型主要有展示核電站一回路結構的解剖模型和全核電站的靜態(tài)實物模型。典型的有成都核動力研究設計院設計制作并贈與各高校的一回路結構解剖模型。這幾類模型只能展示反應堆一回路的結構，缺乏二回路的演示部分，不能具備模擬運行的功能。 在國內(nèi)外尚未發(fā)現(xiàn)具有類似功能的模型，現(xiàn)有的僅為可展示的靜態(tài)模型，不能實際運行。 國內(nèi)靜態(tài)模型： 成都核動力研究設計院設計制作并贈與各高校的靜態(tài)模型。圖片見附件二圖二。 優(yōu)點：十分詳細的展示了反應堆堆芯、蒸汽發(fā)生器、穩(wěn)壓器等設備的內(nèi)部結構，以及整體回路過程。 缺點：不能動態(tài)運行演示，且只有一回路模型，沒有二回路。 國外靜態(tài)模型： 由國外某核專業(yè)相關人士制作，用于靜態(tài)壓水堆模型展示。圖片見附件二圖一。 優(yōu)點：以較小尺寸展示了反應堆核島系統(tǒng)內(nèi)部主要設備結構以及回路過程。 缺點：不能動態(tài)運行演示，且只有一回路模型，沒有二回路。
