[實用新型]一種非均勻電加熱的核燃料模擬棒

有效

• 申請號: 201720711768.9
• 申請日: 2017-06-19
• 公開（公告）號: CN207425373U
• 公開（公告）日: 2018-05-29
• 發明（設計）人: 文青龍
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G21C17/00
• 分類號: G21C17/00
• 代理公司: 重慶大學專利中心 50201
• 代理人: 王翔

本實用新型公開一種非均勻電加熱的核燃料模擬棒，屬于反應堆試驗研究領域。應用于核燃料組件的臨界熱流密度試驗研究，涉及燃料組件熱工水力性能的試驗研究。本實用新型以電流流過導體產生熱量為原理，通過沿電加熱棒軸向產生的非均勻熱量模擬沿核燃料棒軸向的非均勻釋熱，從而進行核燃料組件的臨界熱流密度試驗研究。

技術領域

本實用新型涉及反應堆試驗研究領域，尤其是試驗裝置和使用該試驗裝置的試驗方法。

背景技術

臨界熱流密度是核燃料組件的關鍵設計參數之一，目前，燃料組件的臨界熱流密度還不能用理論的方法進行預測，只能通過試驗獲取。同時，核燃料棒沿軸向并不是均勻釋熱，不同軸向高度的熱工環境不同，在研發核燃料組件的過程中也必須考慮這一因素。

在本申請之前，出現過一些針對該試驗的裝置。例如，國外有文獻報道一種電加熱棒，但該裝置的工作壓力最高僅為40bar，與燃料組件所承受的實際壓力相差較大。該方案還沒有解決電加熱棒與配件的整體組裝、電加熱棒的壁面溫度測量、電加熱棒與外部電源的連通等問題。

國內的類似該設計中，電阻絲纏繞在棒芯表面。該方案沒有解決電加熱棒的壁面溫度測量問題；電阻絲與棒體的相對位置難以保證；通過對電阻絲通電，從而對外管體進行間接加熱，熱效率較低。

實用新型內容

本實用新型的目的是針對現有技術的問題，提供一種非均勻電加熱的核燃料模擬棒及其試驗方法。

為實現本實用新型目的而采用的技術方案是這樣的，一種非均勻電加熱的核燃料模擬棒，其特征在于:主要包括鎳棒、加熱段、銅片、陶瓷件、熱電偶、鎳管、銅管。

所述鎳棒、加熱段、鎳管和銅管從上到下依次相連，成為一根外徑不變的金屬棒體。

所述加熱段是一根變內徑的金屬管。所述加熱段內腔的上端被鎳棒封堵、所述加熱段內腔的下端與鎳管和銅管的內腔連通。

所述加熱段、鎳管和銅管的內壁具有陶瓷層。

所述加熱段內腔中容納若干熱電偶。所述熱電偶測量加熱段內部陶瓷的溫度。

所述鎳棒的上端和銅管的下端分別連接電源的兩極。

進一步，所述加熱段內腔為多級漸變孔，其中間的孔徑大于兩端的孔徑。

進一步，所述加熱段內腔中具有若干銅片。加熱段內壁的陶瓷和熱電偶均與所述銅片接觸。

進一步，鎳棒、加熱段、鎳管和銅管之間均采用銀纖焊的方式連接。

進一步，在采用了上述模擬棒進行核燃料組件的臨界熱流密度試驗或者燃料組件熱工水力性能的試驗時，鎳棒的頂部被懸掛，電流流過金屬棒體產生熱量。即通過電加熱棒產生的非均勻熱量模擬沿核燃料棒軸向的非均勻釋熱，從而進行相關試驗研究。

本實用新型的技術效果是毋庸置疑的：

1)能夠模擬核燃料棒沿軸向非均勻釋熱；

2)能夠在高溫、高壓工況下產生高熱流密度；

3)結構設計簡單緊湊，可行性高，可靠性高，能按照指定尺寸進行加工組裝，精確控制熱流密度的分布；

4)能夠實時測量并輸出指定位置的溫度，安全性高；

5)導熱性能好，能夠實現快速大量熱交換。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖；

圖2為圖1的A-A剖視圖。

圖中：鎳棒1、加熱段2、銅片3、陶瓷件4、熱電偶5、鎳管6、銅管7。

具體實施方式