本發(fā)明涉及利用核反應(yīng)堆容納建筑物模型的冷卻水損失事故實(shí)驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)：
核電站的安全設(shè)備考慮冷卻材料喪失事故等的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故而設(shè)計(jì)，在發(fā)生因冷卻材料損失事故（LOCA，LossOfCoolantAccident）而導(dǎo)致控制棒不工作或者只依靠借助控制棒進(jìn)行的緊急停止無(wú)法鎮(zhèn)壓的事故的情況下，位于核反應(yīng)堆內(nèi)部的緊急堆芯冷卻系統(tǒng)（ECCS，EmergencyCoreCoolingSystem）將啟動(dòng)，這時(shí)，將儲(chǔ)存在換料水箱（RWST）的水用作灑水泵的水源來(lái)冷卻核反應(yīng)堆，若換料水箱枯竭，則轉(zhuǎn)換為利用再循環(huán)集水槽的再循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)模式，進(jìn)行使冷卻水繼續(xù)循環(huán)的再循環(huán)冷卻。為此，緊急堆芯冷卻系統(tǒng)包括灑水裝置、過(guò)濾器和水槽等。但是，即使這種緊急堆芯冷卻系統(tǒng)工作，在發(fā)生冷卻水損失事故時(shí)，由于主管道斷裂，也有可能由包括形成管道的物質(zhì)和保溫材料等其他物質(zhì)在內(nèi)的物質(zhì)在容納容器內(nèi)進(jìn)行物理反應(yīng)、化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生異物，而這種異物妨礙進(jìn)行再循環(huán)冷卻的流路，導(dǎo)致無(wú)法正常進(jìn)行冷卻，還會(huì)向反應(yīng)堆建筑物的底部移動(dòng)而阻礙再循環(huán)及導(dǎo)致過(guò)濾網(wǎng)（filterscreen）堵塞的現(xiàn)象，若在包括此處的特定位置異物過(guò)度堆積，則還會(huì)發(fā)生泵損傷的情況。圖1是表示這種冷卻材料損失事故（LOCA）狀況的圖，能夠看到，核反應(yīng)堆容納容器的內(nèi)部的管道發(fā)生斷裂，使得冷卻水在容納容器的底部流動(dòng)，換料水箱啟動(dòng)，重新使用經(jīng)由過(guò)濾器聚集到水槽的冷卻水，由此可知，在異物導(dǎo)致過(guò)濾堵塞的情況下，泵受到超負(fù)荷，因而無(wú)法正常進(jìn)行再循環(huán)冷卻。至于異物所造成的影響，根據(jù)發(fā)生斷裂事故的位置，在異物的分布、移送率等方面可能存在差異，應(yīng)當(dāng)考慮異物的移送、在集水槽過(guò)濾器的前端的流動(dòng)時(shí)的化學(xué)相互作用、在過(guò)濾器中的異物的長(zhǎng)期相互作用、在再循環(huán)的水中的化學(xué)粒子的生成及分解現(xiàn)象、水頭損失等多種因素，來(lái)解釋對(duì)水頭損失造成的影響，但是目前無(wú)法可視性地提供與異物的分布、移送速度、移送率等相關(guān)的信息。韓國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)柕?0-2008-0064121號(hào)“適用卡爾曼濾波器或卡爾曼平滑器來(lái)計(jì)算核電站核反應(yīng)堆冷卻材料系統(tǒng)的未確認(rèn)泄漏率的核反應(yīng)堆冷卻材料系統(tǒng)斷裂前泄漏監(jiān)測(cè)方法”提供了一種利用卡爾曼濾波器或卡爾曼平滑器來(lái)監(jiān)測(cè)核反應(yīng)堆冷卻材料系統(tǒng)斷裂前泄漏的方法，但這僅僅是將泄漏率作為一個(gè)數(shù)值來(lái)提供，而未能提供與由斷裂事故引發(fā)的異物的分布、移送率等相關(guān)的可視性信息。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明是為了解決如上所述的問(wèn)題而提出的，其目的在于，提供一種在發(fā)生冷卻水損失事故時(shí)能夠視覺(jué)性地了解與流速、異物的分布等相關(guān)的信息的實(shí)驗(yàn)裝置。為了達(dá)成如上所述的目的，提供一種利用核反應(yīng)堆容納建筑物模型的冷卻水損失事故實(shí)驗(yàn)裝置，可包括：容納容器，其頂面開(kāi)放，側(cè)面和底面透明；內(nèi)部結(jié)構(gòu)物，其配置于上述容納容器的內(nèi)部；注水管，其配置于上述容納容器的上端，并能夠移動(dòng)；測(cè)量裝置，其配置于上述容納容器的底面，用于監(jiān)視容納容器的內(nèi)部的流體和異物的動(dòng)作。在上述容納容器的底面設(shè)置水槽部，上述水槽部可與上述注水管相連接。上述注水管可前后左右上下移動(dòng)。上述注水管還可包括加熱器和異物儲(chǔ)存庫(kù)，上述加熱器用于加熱被投入的流體，在實(shí)際事故時(shí)產(chǎn)生的物理性異物、化學(xué)性異物投入到上述異物儲(chǔ)存庫(kù)。根據(jù)如上所述的實(shí)驗(yàn)裝置，具有能夠提供關(guān)于核反應(yīng)堆冷卻水損失事故的可視性數(shù)據(jù)的效果。附圖說(shuō)明圖1是表示冷卻水損失事故狀況的圖。圖2、圖3、圖4是表示本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)裝置的一實(shí)施例的圖。附圖標(biāo)記的說(shuō)明11：注水管12：容納容器13：內(nèi)部結(jié)構(gòu)物14：側(cè)面15：水槽部16：測(cè)量裝置17：底面具體實(shí)施方式以下，參考附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。圖2表示本發(fā)明的容納容器模型的一實(shí)施例。本發(fā)明的容納容器模型設(shè)有具有將核反應(yīng)堆的容納容器縮小的形態(tài)的容納容器12，在容納容器內(nèi)配置有將實(shí)際核反應(yīng)堆的內(nèi)部結(jié)構(gòu)縮小而配置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)物13。容納容器12以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)物13根據(jù)核反應(yīng)堆來(lái)進(jìn)行不同的配置。并且，在容納容器12的上端形成有注水管11，注水管11可向前后左右上下6個(gè)方向移動(dòng)，用于使注水管11移動(dòng)的結(jié)構(gòu)，采用公知的技術(shù)能夠充分實(shí)現(xiàn)，因而省略其詳細(xì)的說(shuō)明。注水管11模仿的是在發(fā)生冷卻水損失事故時(shí)冷卻水在斷裂面排出的情況。注水管11的一側(cè)末端朝向容納容器的內(nèi)部，而另一側(cè)末端與用于供給水的供給裝置（未圖示）和水槽相連接。能夠移動(dòng)注水管11使其位于在容納容器的內(nèi)部發(fā)生斷裂事故的位置。容納容器的上端以無(wú)論通過(guò)哪兒都能通過(guò)注水管11供給水的方式開(kāi)放，且容納容器的側(cè)面和底面由透明材質(zhì)形成，以容易觀測(cè)。容納容器可通過(guò)按規(guī)定比例縮小實(shí)際核反應(yīng)堆容納容器制作而成，容納容器的內(nèi)側(cè)的堆芯或者其他內(nèi)部結(jié)構(gòu)物13也可按相同比例縮小而配置，這種配置可根據(jù)核反應(yīng)堆而不同。尤其，由透明材質(zhì)形成容納容器的底面17，以便觀察，從而使得在實(shí)際發(fā)生冷卻水損失事故時(shí)能夠容易測(cè)定異物移動(dòng)并測(cè)定流速。容納容器的側(cè)面14也使用透明的材質(zhì)，以便于用肉眼觀察。在容納容器的底面17的下側(cè)，形成水槽部15，水槽部15在其下端附著形成可移動(dòng)的輪子（未圖示）或者其他移動(dòng)單元，以位于在實(shí)際的容納容器形成的水槽的位置，從而能夠反映實(shí)際核反應(yīng)堆的設(shè)計(jì)。為了便于說(shuō)明，圖示出的是水槽部的末端從容納容器12隔開(kāi)，但是在實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，與容納容器的下端緊貼，使經(jīng)由容納容器的下端的冷卻水通過(guò)水槽部排出。并且，水槽部的一側(cè)末端可與注水管11的末端相連接。即，經(jīng)由容納容器的底部的冷卻水經(jīng)過(guò)水槽重新向注水管排出。即，在斷裂事故時(shí)的冷卻水再循環(huán)過(guò)程中，通過(guò)觀察異物的流動(dòng)，能夠解釋由于異物堆積而對(duì)冷卻水再循環(huán)產(chǎn)生的問(wèn)題。在實(shí)驗(yàn)裝置的下端設(shè)置測(cè)量裝置，測(cè)量裝置用于觀察異物在容納容器內(nèi)的流動(dòng)，并且，測(cè)量裝置可移動(dòng)，以確保無(wú)論在容納容器的內(nèi)側(cè)的哪個(gè)位置都能夠進(jìn)行觀測(cè)。即，在下端測(cè)定異物在結(jié)構(gòu)物內(nèi)的特定位置移動(dòng)的速度。以往，為了計(jì)算由結(jié)構(gòu)物造成的影響，要求進(jìn)行流體力學(xué)性解釋，在這種情況下，止步于僅計(jì)算特定位置的值，在制作實(shí)驗(yàn)裝置時(shí)，也通過(guò)放入球或者其他漂浮物并拍攝成視頻（video）來(lái)測(cè)定了流體的速度，但在本發(fā)明中，利用激光并借助有異物通過(guò)時(shí)光的分散來(lái)在探測(cè)器的表面進(jìn)行干擾，并利用多普勒效應(yīng)來(lái)獲得對(duì)速度的頻率來(lái)測(cè)定流速，因而能夠直接進(jìn)行測(cè)定。并且，本發(fā)明中，當(dāng)變更了管道位置時(shí)，由于將異物的流動(dòng)及路徑從整體上可視化，因而能夠直觀地進(jìn)行確認(rèn)。尤其，由于能夠變更注水管的位置和水槽部的位置，并能夠變更容納容器內(nèi)部結(jié)構(gòu)物的位置，因而能夠適用任何形態(tài)的容納容器并進(jìn)行解釋。圖3表示圖示從下側(cè)觀察本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)裝置的形狀。通過(guò)在下側(cè)配置測(cè)量裝置，能夠測(cè)定所希望的位置的流速、異物的移動(dòng)、異物堆積的程度等。為此，容納容器12以從地面隔開(kāi)規(guī)定間隔的方式進(jìn)行設(shè)置。水槽部也能夠借助移動(dòng)單元來(lái)移動(dòng)。并且，可追加附著用于對(duì)流體進(jìn)行加熱的循環(huán)加熱加熱器、用于測(cè)定流體的流量的流量計(jì)、用于檢測(cè)流體的溫度變化和壓力變化的傳感器等。并且，為了模仿實(shí)際事故，使通過(guò)注水管投入的流體與實(shí)際事故時(shí)的壓力及溫度相應(yīng)地循環(huán)，并能夠向循環(huán)的流體投入在實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生的化學(xué)性異物、物理性異物，為此，注水管還可追加包括異物投入裝置。并且，使得通過(guò)注水管投入的流體的流速可發(fā)生變化，來(lái)能夠模仿發(fā)生水頭損失的情況。圖4表示包括其他測(cè)量?jī)x和顯示機(jī)構(gòu)的形態(tài)。本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)裝置形成上側(cè)開(kāi)放、側(cè)面和底面透明的形態(tài)形成，因而能夠從上側(cè)、下側(cè)、側(cè)面一次性地進(jìn)行測(cè)定，并且也能夠從某一處進(jìn)行測(cè)定。測(cè)量?jī)x還可包括用于測(cè)定光線的透過(guò)率的透過(guò)率測(cè)定裝置。上述透過(guò)率測(cè)定裝置通過(guò)計(jì)算從容納容器的上側(cè)和下側(cè)或者從上下兩側(cè)使光透射后計(jì)算透射并反射的光的量，從而計(jì)算異物在容納容器內(nèi)堆積的程度。上述透過(guò)率測(cè)定裝置可與用于測(cè)量流體、異物的速度的裝置分配設(shè)置，以往的裝置未能實(shí)際測(cè)出異物的堆積程度，但本發(fā)明能使這些變?yōu)榭赡?。并且，為了校正根?jù)流體及容納容器的材質(zhì)所產(chǎn)生的折射，在頂面或底面還包括用于校正折射率的放入其他流體的折射率校正部，來(lái)校正由于折射而產(chǎn)生的透過(guò)率的誤差。