[發明專利]棒束通道流動測壓實驗裝置

有效

• 申請號: 201710094768.3
• 申請日: 2017-02-22
• 公開（公告）號: CN106683722B
• 公開（公告）日: 2017-12-19
• 發明（設計）人: 譚思超;李興;米爭鵬;蘇建科;黃云龍;王瑞奇;王嘯宇
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G21C17/00
• 分類號: G21C17/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種棒束通道流動測壓實驗裝置，應用于棒束通道內沿程的壓力損失及定位格架引起的各向異性壓力分布的測量，主要涉及到流體力學、反應堆熱工水力學，核安全等技術領域。

背景技術

棒束通道是非典型的流動通道，研究非典型通道內流體的壓力分布可以加深對定位格架阻力機理的研究。作為壓水堆燃料組件中的重要部件的定位格架，其阻力構成包括兩個部分，分別是沿程摩擦阻力(摩阻)和局部形狀阻力(形阻)，由于定位格架的影響，棒束通道內的摩阻和形阻增大，使通道內壓降增大，壓力分布呈現出各向異性，流動攪混效果也因此增強，使棒束間隙內流體產生橫向流動和渦流，增強了堆芯的強化換熱過程，提高了堆芯的臨界熱流密度值，對堆芯傳熱特性有著極為重要影響的，所以研究棒束通道內流場特性的同時，定位格架的研究就具有重要意義。對于棒束通道內壓力場的研究主要集中在數值計算方面，Tae-Hyun CHUN(Pressure Drop Model for Spacer Grids with and without Flow Mixing Vanes)對單相工況下定位格架各阻力構件存在與否對定位格架壓降計算的影響進行了數值模擬，并提出了理論計算公式，但由于定位格架復雜幾何結構，計算模型仍不夠完善，對于計算結果準確性仍需進一步驗證。針對反應堆內棒束通道的實驗研究，由于測量方法的限制主要集中在通道沿程壓損的測量，K Rehme(Pressure drop correlations for fuel element spacers)和De Srordeur(Drag coefficients for fuel-element spacers)通過對棒束通道的壓降測量得到不同形式定位格架的壓力損失計算關聯式。傳統測壓實驗裝置，通常只能憑借測量通道沿程壓降來分析通道內的阻力特性，而對各個子通道的壓力分布的無擾動測量比較困難。因此需要一種實驗裝置既克服數值模擬結果準確性的不足，也能夠優化傳統測壓裝置只能對棒束通道沿程壓降測量現狀。因此有必要設計一種用于模擬棒束通道測壓實驗裝置，實現對棒束流道內壓力分布與壓降方便、廉價、精準的測量。

發明內容

本發明的目的是為了提供一種棒束通道流動測壓實驗裝置，結構簡單，價格低廉，數據采集準確方便，研究工況范圍廣。

本發明的目的是這樣實現的：

包括蓄水箱、測壓本體、通過管路與蓄水箱依次連接的離心泵、調節閥、溫度計，測壓本體的下端設置有進水口且通過管路與溫度計連接，溫度計與測壓本體之間的管路上還設置有壓力表和流量計，測壓本體上端設置有出口且出口通過管路與蓄水箱連通，所述測壓本體包括棒束通道筒體、設置在棒束通道筒體內的由不銹鋼棒束組成的棒束通道，棒束通道的下端通過定位法蘭與棒束通道筒體連接、上端通過密封法蘭組與棒束通道筒體連接，且棒束通道的上端不銹鋼棒束穿過密封法蘭組置于棒束通道筒體外，且不銹鋼棒束上端通過聯軸器與安裝在旋轉臺支架上的高精度旋轉盤連接，所述棒束通道筒體上設置有一上一下布置的兩個本體壓力口，棒束通道的每個不銹鋼棒束上均設置有引壓口，且每個不銹鋼棒束的下端設置有密封膠塞、上端設置有快速轉接頭，引壓口與快速轉接頭之間、兩個本體壓力口之間分別設置有壓差變送器。

本發明還包括這樣一些結構特征：

1.不銹鋼棒束與棒束通道筒體之間還設置有定位格架。

2.所述棒束通道筒體下端的內部還設置有保證流量分配均勻的蜂窩板。

3.所述密封法蘭組上均勻設置有與棒束通道配合的圓孔，圓孔上設置有O型環槽，O型環槽中設置有氟膠環。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：1)本發明的裝置測壓采用在不銹鋼棒束上設置引壓孔，可以無擾動準確地測量棒束周圍的壓力場，能夠直觀方便的對棒束通道流動特性進行研究；(2)本發明的本體上端通過密封法蘭組壓緊氟膠環的結構，實現了不銹鋼棒束與實驗本體靈活密封，同時又保證了棒束順利地移動與旋轉；(3)本發明從實驗本體伸出不銹鋼棒束與快速轉接頭連接，保證差壓變送器的引壓管可以靈活地與任意一根棒束相連，實現了一個差壓變送器可以靈活方便地對任意棒束周圍壓力場分布的測量；(4)實驗棒束可通過高精度旋轉臺進行旋轉，角度誤差小，測量準確；(5)結構簡單，價格低廉，易加工。

附圖說明

圖1是本發明的棒束通道測壓本體結構示意圖；

圖2是本發明的測壓裝置回路示意圖；

圖3A是本發明的密封法蘭組示意圖，圖3B是本發明的定位法蘭的結構示意圖。

具體實施方式