技术领域 [0001]本实用新型涉及核反应堆热工水力实验领域，更具体地说，涉及一种核电站安全壳内环境模拟系统及蒸汽产生装置。 背景技术 [0002]在压水堆核电厂发生严重事故时，放射性物质随水蒸汽等释放到安全壳中，使得安全壳中的理化环境发生变化。安全壳作为防止放射性物质泄露的最后一道屏障，其内部在严重事故情况下的热工水力现象需要受到关注。安全事故中安全壳内的环境通常需要大量的蒸汽进行模拟，蒸汽发生器的加热功率需达MW量级，蒸汽产生速率达到100kg/min量级。在此条件下，手动补水的方案容易因人的操作失误造成补水不及时，导致蒸汽发生器干烧或蒸汽发生器内水位无法保持稳定状态，容易造成试验过程不顺利。 实用新型内容 [0003]本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种改进的核电站安全壳内环境模拟系统及蒸汽产生装置。 [0004]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种蒸汽产生装置，用于为实验装置提供蒸汽，包括： [0005]蒸汽发生器，用于产生蒸汽，所述蒸汽发生器包括进水口以及蒸汽排放口，所述进水口连通于所述实验装置的冷凝水的排水口；所述蒸汽排放口连通于所述实验装置的蒸汽入口；以及 [0006]水箱，所述水箱连通于所述进水口，并用于为所述蒸汽发生器提供水源。 [0007]在一些实施方式中，所述蒸汽产生装置还包括补水装置，所述补水装置连通于所述进水口，为所述蒸汽发生器补充水源。 [0008]在一些实施方式中，所述补水装置包括罐体以及压缩气罐，所述罐体具有气体空间及液体空间，所述压缩气罐与所述气体空间相导通，所述液体空间与所述蒸汽发生器相导通。 [0009]在一些实施方式中，所述蒸汽产生装置还包括蒸汽再热器，所述蒸汽再热器设置于所述蒸汽发生器与所述实验装置之间。 [0010]在一些实施方式中，所述蒸汽发生器以及所述蒸汽再热器的表面覆盖有保温层。 [0011]在一些实施方式中，所述蒸汽再热器包括蒸汽再热器壳体、加热装置以及温度传感器，所述温度传感器用于测量蒸汽温度，所述加热装置用于将蒸汽发生器输出至蒸汽再热器的蒸汽再次进行加热。 [0012]在一些实施方式中，所述蒸汽产生装置还包括管道，所述管道包括蒸汽管道，所述蒸汽管道连通所述蒸汽发生器、所述蒸汽再热器以及所述实验装置。 [0013]在一些实施方式中，所述蒸汽产生装置还包括管道，所述管道包括供水管道，所述供水管道将所述补水装置与所述蒸汽发生器连通，并将所述蒸汽发生器分别与所述水箱以及所述实验装置连通。 [0014]在一些实施方式中，所述蒸汽产生装置还包括伴热带，所述伴热带绕设于所述管道；和/或所述管道的表面覆盖有保温层。 [0015]在一些实施方式中，所述蒸汽发生器的进水口与所述实验装置之间设有止逆阀，所述实验装置单向导通于所述蒸汽发生器。 [0016]还构造了一种核电站安全壳内环境模拟系统，包括上述任一项所述的蒸汽产生装置以及所述实验装置，蒸汽产生装置与所述实验装置相连通。 [0017]实施本实用新型至少具有以下有益效果：本实用新型由于蒸汽产生装置设有蒸汽发生器，且蒸汽发生器的进水口与实验装置冷凝水的排水口相连通，实验装置冷凝产生的水可回流至蒸汽发生器中，使得蒸汽发生器中用于蒸发的水的液位自动保持稳定。从而不需要人工加水，避免了可能出现的实验过程不顺利的情况，提高了实验成功率。 附图说明 [0018]下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中： [0019]图1是本实用新型一些实施例中蒸汽产生装置的管路结构示意图； [0020]图2是图1所示管路结构中蒸汽管道的示意图； [0021]图3是图1所示管路结构中供水管道的示意图。 具体实施方式 [0022]为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。 [0023]图1示出了一种蒸汽产生装置1，该蒸汽产生装置1可在闭式循环条件下产生大量的过热蒸汽来模拟严重事故的情况下安全壳内的富蒸汽的环境。该蒸汽产生装置1产生的过热蒸汽可输出至实验装置2内，便于该实验装置2模拟严重事故的情况。该实验装置2设有安全阀200，以防止实验装置2中的压力或温度过高，造成事故。在一些实施例中，蒸汽产生装置1与实验装置2相配合，共同构成核电站安全壳内环境模拟系统，该核电站安全壳内环境模拟系统可用于压水堆核电厂安全壳相关的实验。 [0024]请参阅图1，在一些实施例中，蒸汽产生装置1可包括蒸汽发生器10及水箱50。其中，蒸汽发生器10用于产生水蒸汽，蒸汽发生器10包括进水口14以及蒸汽排放口15，进水口14连通于所述实验装置2的冷凝水的排水口；蒸汽排放口15连通于实验装置2的蒸汽入口。水箱50连通于进水口14，其可用于为蒸汽发生器10提供产生蒸汽的大量水源。 [0025]本申请中的蒸汽发生器10，通过将蒸汽发生器10的进水口14与实验装置2冷凝水的排水口相连通，实验装置2冷凝产生的水可回流至蒸汽发生器10中，使得蒸汽发生器10中用于蒸发的水的液位自动保持稳定。从而不需要人工加水，避免了可能出现的实验过程不顺利的情况，提高了实验成功率。 [0026]具体地，蒸汽发生器10在一些实施例中可包括蒸汽发生器壳体11、加热器12、第一安全阀13、设置于蒸汽发生器壳体11上的进水口14以及蒸汽排放口15。加热器12设置于蒸汽发生器壳体11的底部，其可用于加热蒸汽发生器壳体11中的水，加热器12浸没在水中，从而得到模拟试验所需要的大量蒸汽。在一些实施例中，蒸汽产生装置1中的水为去离子水；加热器12在一些实施例中为直流电源加热器，相对于交流电源加热器，直流电源加热器加热均匀，具有良好的加热效果。在一些实施例中，该加热器12的数量以及其热功率可根据实际所需要的蒸汽量进行设置。当所需的蒸汽量较大时，可设置多组加热器12同时工作，以产生较大的蒸汽量。 [0027]第一安全阀13安装于蒸汽发生器壳体11的顶面，当蒸汽发生器壳体11内压力过大或者温度过高产生危险隐患，第一安全阀13能够对蒸汽发生器壳体11进行泄压以保证蒸汽发生器10不产生爆炸等事故。进水口14与水箱50相导通，蒸汽发生器10所需要的水可通过进水口进行补充。蒸汽排放口15与实验装置2连接，可用于排出蒸汽发生器10所产生的大量蒸汽至实验装置2中。在一些实施例中，水箱50与实验装置2的冷凝水排水口共用一条供水管路，共用同一进水口141。 [0028]请参阅图1，在一些实施例中，蒸汽产生装置1还包括补水装置30，补水装置30连通于进水口14，为蒸汽发生器10补充水源。由于补水装置30与进水口14连通，在紧急情况下补水装置30能够为蒸汽发生器10提供产生蒸汽的水源。如此能够进一步地，使蒸汽发生器10中用于蒸发的水的液位保持稳定，从而不需要人工加水，避免了可能出现的实验过程不顺利的情况，提高了实验成功率。 [0029]在一些实施例中，进水口14可包括第一进水口141以及第二进水口142。第一进水口141与水箱50相导通，第二进水口142与补水装置30相导通。蒸汽排放口15可用于排出蒸汽发生器10所产生的蒸汽。 [0030]补水装置30在一些实施例中可包括罐体31、调节阀32以及第二安全阀33。罐体31通过管道40连接于蒸汽发生器10，为蒸汽发生器10提供蒸汽产生所需要的水源。具体地，罐体31中储存的水为去离子水。调节阀32设置于罐体31与蒸汽发生器10之间，在一些实施例中调节阀32为电动调节阀，可用于控制补水装置30是否向蒸汽发生器10中补水。具体地，当蒸汽产生装置1处于稳定状态时，蒸汽发生器10无需补水，调节阀32闭合，补水装置30中的水无法连通至蒸汽发生器10中。当系统发生蒸汽或者水泄漏导致蒸汽发生器10中的水量不足，需要补充水时，补水装置30中的调节阀32打开，补水装置30中的水流入蒸汽发生器10中。第二安全阀33在一些实施例中可安装于罐体31的顶部，以防止罐体31超压造成事故，具体地，当罐体31压力超过限定值时，第二安全阀打开泄压，避免了罐体31在使用过程中可能产生的危险。 [0031]在一些实施例中，补水装置30还可包括压缩气罐30，罐体31具有气体空间301及液体空间302。其中，气体空间301位于罐体21顶部，液体空间302位于罐体31底部。气体空间301内充有压缩气体，在一些实施例中，压缩气体可通过压缩气罐303储存，压缩气罐303与气体空间301相导通，该压缩气体为压缩氮气，其具有良好的稳定性。可以理解地，该压缩气体还可以选用其他稳定性良好的气体，如惰性气体等。其可用于将罐体31中的水压至蒸汽发生器10中。具体地，由于蒸汽发生器10中温度较高，其内部压强较大，在只有调节阀32的情况下，仅凭重力难以将罐体31中的水导入至蒸汽发生器10中，在压缩气罐303的作用下，压缩氮气可将罐体31中的水导入至蒸汽发生器10中。液体空间302与蒸汽发生器10相连通，该液体空间302中装有水，具体地，液体空间302中装的水为去离子水。该液体空间302可用于为蒸汽发生器10补充系统蒸汽泄漏造成的水装量损失，并使蒸汽发生器10中的液面高度保持稳定，从而能够向实验装置2中持续输入蒸汽。 [0032]请参阅图1，在一些实施例中，蒸汽产生装置1还包括蒸汽再热器20，蒸汽再热器20设置与蒸汽发生装器10与实验装置2之间，具体地，蒸汽再热器20安装于蒸汽发生器10发出蒸汽的一端。蒸汽再热器20用于将蒸汽发生器10产生的蒸汽再次进行加热。 [0033]在一些实施例中，蒸汽产生器10和实验装置2之间可以通过管路40连接，以使蒸汽产生器10产生的蒸汽能够沿管路40流动至实验装置2，若蒸汽产生装置1中存在湿蒸汽，湿蒸汽在一些实施例中含有较多的小液滴，小液滴在管道40中移动时经过阀门或管道40转弯处时有可能对其造成损伤，从而损坏蒸汽产生装置1，使其寿命较短。同时，湿蒸汽为两相流体，其流量的大小不易被测量，且湿蒸汽的温度不稳定，不利于相关试验中的相关物理量的计算，如蒸汽质能释放总量的计算。由于在本实施例中，设置在蒸汽发生装器10与实验装置2之间的蒸汽再热器20，能够将蒸汽发生器10产生的蒸汽再次进行加热，以防止湿蒸汽的产生。如此，一方面，可以避免小液滴损伤阀门等部件，提高装置运行的可靠性；另一方面，可以减小蒸汽流量测量的误差；再一方面，能够保证注入蒸汽参数的稳定，以为实验的数值模拟提供有价值的信息，有利于安全壳中蒸汽质能释放总量的计算。 [0034]具体地，在一些实施例中，蒸汽再热器20可包括蒸汽再热器壳体21、加热装置22以及温度传感器。加热装置22安装于蒸汽再热器壳体21上，其可用于将蒸汽发生器10输出至蒸汽再热器20的蒸汽再次进行加热，以获得过热蒸汽，以消除可能产生的湿蒸汽。在一些实施例中，加热装置22可设置为电加热丝。温度传感器设置于蒸汽再热器壳体21上，其可用测量蒸汽温度，以保证加热装置22产生的蒸汽处于过热状态。过热的蒸汽不含小液滴，使得整个装置更加安全，降低了装置被损坏的风险。 [0035]在一些实施例中，蒸汽发生器10及蒸汽再热器20的表面还可以覆盖有保温层，该保温层能够减少蒸汽产生装置1热量损耗，以保证在蒸汽发生器10及蒸汽再热器20中蒸汽的温度，从而保证蒸汽产生装置1内的蒸汽温度，减少蒸汽装置1的热损，防止蒸汽凝结。 [0036]在一些实施例中，保温层的材料可采用硅酸铝棉，其具有较低的导热率，并具有优良的热稳定性及化学稳定性，从而能够更好地对该蒸汽产生装置1进行保温。可以理解地，保温层除使用硅酸铝棉的材料外，还可使用其他导热率较低的材料或采用改变结构的方式进行处理，如采用双层结构进行保温。需要说明的是，下文中提及的保温层也作此解释，不再赘述。 [0037]在一些实施例中，蒸汽产生装置1还包括管道40，管道40可以将蒸汽发生器10、蒸汽再热器20、补水装置30以及水箱50连接起来。 [0038]具体地，如图2所示，管道40在一些实施例中可包括蒸汽管道401，蒸汽管道401可用于传输蒸汽。具体地，蒸汽管道401连通蒸汽发生器10、蒸汽再热器20以及实验装置2，从而将蒸汽发生器10产生的蒸汽导入至实验装置2中。 [0039]蒸汽管道401上在一些实施例中设有第一蒸汽阀4011以及第二蒸汽阀4012，该第一蒸汽阀4011设置于蒸汽发生器10与蒸汽再热器20之间，第二蒸汽阀4012设置于蒸汽再热器20与实验装置2之间。第一蒸汽阀4011以及第二蒸汽阀4012可用于控制蒸汽管道401中蒸汽流动的通断，以便于控制一种蒸汽产生装置1的启停。 [0040]如图3所示，管道40在一些实施例中还可包括供水管道402，供水管道402可用于传输去离子水。供水管道402将补水装置30与蒸汽发生器10连通，从而保证补水装置30能够在紧急情况下为蒸汽发生器10提供产生蒸汽的水源。供水管道402在一些实施例中将蒸汽发生器10与水箱50、实验装置2连通，从而实现紧急情况下补水装置30对蒸汽发生器10的补水以及实验装置2的冷凝水回流至蒸汽发生器10。 [0041]供水管道402在一些实施例中设有止逆阀4021以及进水阀4022。止逆阀4021设置于实验装置2与蒸汽发生器10的进水口14之间，其可用于实验装置2与蒸汽发生器10之间的单向导通。具体地，实验装置2中的冷凝水可通过该止逆阀4021回流至蒸汽发生器10中，以实现实验装置2中液面的稳定，从而持续地产生蒸汽。进水阀4022设置于水箱50以及蒸汽发生器10之间，其可控制水箱50与蒸汽发生器10之间的通断，以便于控制蒸汽产生装置1的启停。 [0042]在一些实施例中，蒸汽产生装置1还可以包括伴热带(未示出)，伴热带绕设于管道40。具体地，在一些实施例中，蒸汽管道401上绕设有伴热带，伴热带可用于保持蒸汽管道401的温度，避免蒸汽通过蒸汽管道401时遇冷凝结，有效防止湿蒸汽的产生，并可在一定程度上保证蒸汽的温度等参数的一致性。当然，在一些实施例中，供水管道402上也可以绕设有伴热带，在此不再赘述。 [0043]需要说明的是，在一些实施例中，伴热带可采用电加热的方式加热其绕设的管道40，以进一步地保持管道温度。 [0044]在一些实施例中，管道40的表面也可以覆盖有保温层。具体地，在一些实施例中，蒸汽管道401表面覆盖有保温层，该保温层能够减少蒸汽产生装置1热量损耗，以保证该蒸汽产生装置1内的蒸汽温度，使过热蒸汽不容易因温度降低变为湿蒸汽。当然，在一些实施例中供水管道402的表面上也可以覆盖有保温层，在此不再赘述。 [0045]实验装置2在一些实施例中可包括设置于其内部的换热器，该换热器换热功率会根据入口蒸汽温度自适应地进行调节，将通过其蒸汽入口输入的蒸汽进行冷凝，达到蒸汽产生量和蒸汽冷凝量的动态平衡。换热器产生的冷凝水通过其排水口经止逆阀4021可回流至蒸汽发生器10中，冷凝水经蒸汽发生器10的再次加热可再次输出至实验装置2中。在密封性良好的情况下，蒸汽产生装置1可与实验装置2构成闭式循环，从而进行长时间的模拟严重事故的试验。 [0046]在一些实施例中，由于蒸汽发生器10在启动阶段或功率升高阶段蒸发量较大，实验装置2中的冷凝水还没有开始循环时，有可能造成蒸汽发生器10中的液面过低无法没过加热器12，从而导致加热器12局部温度过高的情况。为了避免液面高度较低的情况发生，在蒸汽发生器10启动前的注水过程中，需要保证蒸汽发生器10中的液位相对于加热器12保持一定的浸没高度。该浸没高度根据蒸汽产生装置1和实验装置2的最大的蒸汽容量、蒸汽发生器10的尺寸以及安全裕度进行设置，以保证蒸汽发生器10处于安全的工作区间。 [0047]可以理解地，上述各技术特征可以任意组合使用而不受限制。 [0048]以上实施例仅表达了本实用新型的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，可以对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围；因此，凡跟本实用新型权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本实用新型权利要求的涵盖范围。