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核电厂热工水力过程与控制仿真实验平台

本平台建立了动态透明的核岛内重要设备回路,直观可靠,尤其增强了学生对安注水箱、堆芯补水箱、内置换料水箱、非能动余热排出热交换器等先进压水堆核电厂安全系统部件的认知。通过动水循环演示,对正常运行工况和失水事故工况下各主要设备及安全系统部件热工过程的理解。在此基础上,学生通过对压水堆一回路热工水力模拟系统、数据采集系统、人机互动界面等软硬件平台的操作,使学生掌握核反应堆热工水力过程的测量与控制方法,从而提高学生的实践能力。对核专业学生,要求其熟练掌握一回路内热工水力过程,并能实现各种工况下的操作;对于其他专业学生,要求其掌握一回路内热工水力过程,能实现主要工况下的操作;对科普对象,使其了解一回路的运行过程。本平台包括以下两个系统:

(1)压水堆核电厂一回路动态演示实验系统

压水堆核电厂一回路动态演示实验系统旨在增强核电专业学生及相关工作人员对先进压水堆核电厂安全系统主要部件的了解,以及对一回路正常运行工况和LOCA失水事故工况下安注水箱、堆芯补水箱、内置换料水箱、非能动余热排出热交换器运行过程的理解。

学生实验效果:

①帮助核电专业学生更加直观理解压水堆核电厂核岛部分主要部件的组成与连接。

②增强学生对一、二回路之间的传热过程的理解,通过建立动态透明模拟反应堆来配合教学。

③使学生直观了解LOCA失水事故工况下安注水箱、堆芯补水箱、内置换料水箱、非能动余热排出热交换器运行过程。

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(2)压水堆核电厂一回路热工测量虚拟仿真实验系统

核反应堆热工测量与控制虚拟仿真实验系统以核反应堆仪表、核反应堆控制与保护等课程理论为基础,采用实物模拟与数据监控相结合的方法,通过建立典型压水堆一回路模拟台架,并引入数据采集及通讯、数据库、HMI等技术,可较好实现对核反应堆热工参数测量过程的人机交互与数据共享。除承担正常的教学实验外,本实验系统还可为大学生创新训练、本科生毕业设计以及其他科技创新等课外项目提供支持。

典型实验项目:

①仪表设备实物观察实验

②一回路升温、升压实验

③数据分析实验

学生实验过程及实验效果:

该系统可以使学生在学习核反应堆常见热工仪表的基本理论知识后,通过压水堆一回路模拟系统、数据采集系统、人机互动界面等软硬件平台的支持,一方面可以增加学生对核反应堆热工仪表的感性认识,帮助学生更好的理解仪表的结构、原理、功能、种类、布置方式等内容;另一方面通过学习热工信号的采集与处理,培养了学生应用仪表知识的综合能力。