[發明專利]一種壓水堆燃料棒束高溫加熱夾持實驗裝置

有效

• 申請號: 201810338610.0
• 申請日: 2018-04-16
• 公開（公告）號: CN108511093B
• 公開（公告）日: 2019-05-03
• 發明（設計）人: 田文喜;馮唐濤;張亞培;蘇光輝;許芝春;陳榮華;王明軍;王成龍;秋穗正;羅琦;余紅星
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G21C17/00
• 分類號: G21C17/00;G21C17/10;G21C19/06
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 安彥彥

1.一種壓水堆燃料棒束高溫加熱夾持實驗裝置，其特征在于，包括設置在高溫熔融爐內的用于夾持燃料棒的錸鉬電極(16)，錸鉬電極(16)由第一電極夾頭(39)、第二電極夾頭(40)及錸鉬板(38)組成；錸鉬板(38)的一端設置有相配合的第一電極夾頭(39)和第二電極夾頭(40)；第一電極夾頭(39)和第二電極夾頭(40)上均開設有一個半圓槽，第一電極夾頭(39)和第二電極夾頭(40)安裝在一起，配合形成圓形孔(41)，用來夾持燃料棒束頂端的導電帽；

燃料棒束采用9根燃料棒通過3×3方式排列，每根燃料棒的橫截面直徑為12mm，相鄰兩個燃料棒之間的距離為1.5mm，燃料棒束的下方有用于盛裝燃料棒掉落熔融物的坩堝(17)；

每根燃料棒(4)長度為0.9m，燃料棒(4)包括位于中心且直徑為3mm的鎢錸加熱棒(25)，鎢錸加熱棒(25)外側為厚度3.5mm的氧化鋁管(24)，并且氧化鋁管(24)將鎢錸加熱棒(25)包裹，氧化鋁管(24)外側為厚度1mm的鋯-4合金管(23)，并且鋯-4合金管(23)將氧化鋁管(24)包裹，每根燃料棒(4)頂部均設置有導電帽(21)；導電板上開設有9個通孔，9根燃料棒(4)的頂端的導電帽均穿過通孔，位于燃料棒束中心的一根燃料棒的頂端的導電帽的高度大于其他8根燃料棒頂端的導電帽的高度，錸鉬電極(16)夾持位于中心的一根燃料棒的頂端的導電帽；

高溫熔融爐包括爐體(5)，爐體(5)為圓筒形結構，內徑為1.0m，高度為1.5m，壁厚度為0.01m；爐體(5)頂部設置有弧形的爐蓋(8)，爐蓋(8)為弧形爐蓋(8)上開設有第二出水口(9)、氬氣出口(10)和第二進水口(11)；爐體(5)底部側壁上開設有第一進水口(1)和氬氣進口(2)，爐體(5)底部設置有能夠旋轉的蓋子(20)；燃料棒束在爐體(5)內豎直設置。

2.根據權利要求1所述的一種壓水堆燃料棒束高溫加熱夾持實驗裝置，其特征在于，第一電極夾頭(39)和第二電極夾頭(40)的兩端均開設有貫穿圓孔(37)，通過穿過第一電極夾頭(39)和第二電極夾頭(40)的一端的貫穿圓孔(37)的螺栓將第一電極夾頭(39)和第二電極夾頭(40)固定，采用螺栓穿過第一電極夾頭(39)另一端的貫穿圓孔(37)將第一電極夾頭(39)固定在錸鉬板(38)上，采用螺栓穿過第二電極夾頭(40)另一端的貫穿圓孔(37)將第一電極夾頭(39)固定在錸鉬板(38)上。

3.根據權利要求1所述的一種壓水堆燃料棒束高溫加熱夾持實驗裝置，其特征在于，每根燃料棒頂部與該燃料棒頂部的導電帽之間設置有絕緣墊片(22)。

4.根據權利要求3所述的一種壓水堆燃料棒束高溫加熱夾持實驗裝置，其特征在于，位于中心的一根燃料棒的頂端的導電帽的半徑為5mm，直徑為10.5mm，第一電極夾頭(39)和第二電極夾頭(40)配合形成的圓形孔(41)的直徑為10.0mm。

5.根據權利要求1所述的一種壓水堆燃料棒束高溫加熱夾持實驗裝置，其特征在于，爐體(5)側壁上開設有6個觀察窗(6)，6個觀察窗(6)沿爐體(5)側壁螺旋式上升排布，相鄰的兩個觀察窗(6)在豎直方向上的距離為0.16m，6個觀察窗(6)沿爐體(5)側壁周向均勻分布；每個觀察窗(6)處均開設有用于安裝熱電偶(15)的熱電偶插孔，熱電偶(15)采用鎢錸熱電偶。

6.根據權利要求5所述的一種壓水堆燃料棒束高溫加熱夾持實驗裝置，其特征在于，爐體(5)采用氧化鋯材料，高溫熔融爐的爐體(5)內設置有鉬屏(14)，爐體(5)內壁上設置有水層(18)，冷卻塔(26)與水分配器(27)相連，水分配器(27)與水層(18)相連；鉬屏(14)內為燃料棒區域，鉬屏(14)與水層(18)之間設置有高溫隔熱層(13)，高溫隔熱層(13)采用氧化鋯隔熱材料；高溫隔熱層(13)采用環形的鉬板(3)支撐。

7.根據權利要求6所述的一種壓水堆燃料棒束高溫加熱夾持實驗裝置，其特征在于，高溫熔融爐(36)外側設置有機械泵(28)和羅茨泵(29)，機械泵(28)與羅茨泵(29)相連，羅茨泵(29)和高溫熔融爐(36)內部相連通，錸鉬電極(16)一端位于高溫熔融爐內，一端位于高溫熔融爐外，錸鉬電極(16)位于高溫熔融爐外的一端與水冷銅電極(12)相連。