不锈钢螺旋盘管,NuScale的技术验证和试验

2020年9月，成为首个获得NRC设计批准的小型模块化反应堆（申请将功率提升至77MWe，NRC审核预计2024年完成）。 压水堆 (PWR) 过去 50 年数十亿美元的研发经验和数百万小时的运行时间为小型模块化反应堆 (SMR) 的发展提供了坚实的基础，在此基础上进行的大量试验进一步验证了设计和技术的可行性，以及相关的测试项目已经过NRC审查。

从这些测试中获得的信息用于验证热工水力特性并设计计算机模型以预测 SMR 的热效率、性能和安全性。 来自这些测试的数据还用于验证反应器设计并提高对制造、组装和材料处理方面的理解。

NIST-2 集成系统测试

在俄勒冈州俄勒冈州立大学设计并建造了集成系统测试 (NIST-2) 设施。 独家访问 NIST-2 设施，用于测试模块原型。 在原型规模的三分之一处，NIST-2 复制了整个发电模块 (NPM) 和反应堆建筑冷却池。 它模拟堆芯使用电加热使系统达到工作温度和压力。 稳定性测试可确保自然循环流量在整个预期操作条件下保持稳定。

该设施展示了 NPM 的强大安全性和可行性，这是当前反应堆设计的有力特征。 NIST-2 包括一个新的数据采集和控制系统以及大量附加仪器，为安全分析程序和反应堆设计验证提供必要的测量。

蒸汽发生器传热管检测可行性研究

完成了一项可行性研究，以评估使用涡流探头检查螺旋盘管蒸汽发生器中的传热管。 具体而言，研究了将传统探头系统插入螺旋盘管蒸汽发生器的能力。 使用传统的涡流探头系统插入具有原型长度、直径、曲率和倾角的螺旋线圈，证明传统涡流探头系统的插入能力是可以接受的。

蒸汽发生器入口限流器测试

Alden 受委托进行一系列蒸汽发生器入口流量限制 (IFR) 测试。 实验使用雷诺数相似性来表征几种候选限流器设计在一系列操作条件下的形状损失和振动响应，包括流速高达操作中可能的流速的几倍。 测试结果表明不锈钢螺旋盘管，NPM IFR 设计具有良好的性能特征，没有泄漏流不稳定或湍流抖振。 测试后检查确认限流器和蒸汽发生器传热管没有内部磨损。

应急堆芯冷却系统（ECCS）阀门测试

SMR 采用简化、可靠的 ECCS 系统，该系统由位于稳压器中的三个反应器排气阀和位于降液管中的两个反应器再循环阀组成。 在LOCA下，一回路压力下降，当达到低压设定值时，阀门打开。 一旦打开，在反应堆压力容器和安全壳之间建立自然循环流，以提供长期堆芯冷却。

根据与和的合同，Rock 负责 ECCS 阀门的设计和测试。 试验分几个阶段进行，首先是初步的概念验证试验不锈钢螺旋盘管，以评估首创的设计特性，然后是更严格的演示试验，以评估工作温度和压力下的功能，最后是使用完整的原型阀。 概念验证和演示测试证实 ECCS 阀门设计功能正常，并且由巧妙的意外启动机制控制的低压设置可靠地防止阀门在高压下打开。 阀门验证测试用于证明阀门在 LOCA 环境中的一致性和可靠性。

SIET 分离效果和原型蒸汽发生器测试

SMR 采用紧凑、高效的螺旋盘管蒸汽发生器，具有许多专有设计特点。 与意大利à（SIET）签订合同，获取试验数据，验证反应堆冷却剂系统自然循环流动条件下的蒸汽发生器设计。 2014 年初完成的试验侧重于二次侧性能，包括电加热、高度仪表化的全长 3 管束。 第二组试验于2015年完成，重点考察一二次侧的综合性能，包括在电厂一二次回路流动条件下运行的样机管束（252管束）。

初步和最终燃料设计的热工水力和机械测试

SMR 在反应堆冷却剂系统中自然循环流动，在电厂正常运行和事故工况下提供可靠的堆芯热量排出。 为了获得适用于验证燃料束设计的临界热流（CHF）测试数据，加拿大斯特恩实验室完成了一项主要的燃料初步设计测试项目。 测试在广泛的自然循环流量和压力范围内进行，同时考虑了均匀和不均匀的功率分布。 斯特恩测试的结果用于表征性能裕度并为设计优化和最终燃料设计测试提供信息。

最终燃料设计的测试是在德国 KATHY 多功能热工水力测试回路中完成的。 该设施测试燃料组件的稳态和瞬态热工水力行为。

热工水力燃料测试要求超出了 CHF 特性的需要， 测试设施用于最终确定最终燃料设计的升力、压降和水力特性。 此外，新燃料设计在测试设施进行了机械测试，以测量设计在不同地震条件下的物理能力。

控制杆组件和驱动机构轴下降对准测试

2018 年，在德国 （前身为 Areva）技术中心进行了跌落对准测试。 这些测试评估了在各种控制棒驱动机构轴对准条件下的控制棒插入。 原型测试硬件包括控制棒组件（CRA）、控制棒驱动机构轴结构、CRA 导管组件和燃料组件。 测试证实安全分析中使用的紧急停堆曲线是保守的。

流激振动试验

SIET制作了螺旋盘管蒸汽发生器的全尺寸原型模型，对蒸汽发生器内部进行了流致振动试验。 测试计划的目标包括确定蒸汽发生器管道的固有频率和振型，确定系统的阻尼特性，以及确定正常运行流量及以上流量的一次回路流量特性。 此外，作为该试点计划的一部分，将获得有价值的蒸汽发生器制造、组装和材料处理信息。

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