[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

一種壓水堆燃料棒束高溫加熱夾持實驗裝置，包括反應堆3*3棒束，棒束設置在高溫熔融爐內并由上端及下端兩個高溫錸鉬電極夾持固定，錸鉬電極由第一電極夾頭、第二電極夾頭及錸鉬板組成；錸鉬板的一端設置有相配合的第一電極夾頭和第二電極夾頭；第一電極夾頭和第二電極夾頭上均開設有一個半圓槽，第一電極夾頭和第二電極夾頭安裝在一起，配合形成圓形孔，用來夾持燃料棒束頂端的導電帽。本發明中進行實驗時，熔化材料滴落至電極時，只需更換第一電極夾頭和第二電極夾頭，錸鉬板不需要更換，將極大程度的減少損壞造成的損失，克服了現有技術中對電極損壞需要替換錸鉬電極帶來的成本高、損失大問題。

技術領域

本發明涉及反應堆嚴重事故條件下堆芯行為特性研究技術領域，具體涉及一種壓水堆燃料棒束高溫加熱夾持實驗裝置。

背景技術

反應堆嚴重事故的發展過程是一個氣、液、固共存，多種物理材料交叉結合的一個復雜的物理化學過程。該過程包括早期氧化，共晶現象，以及堆芯燃料棒燭化，堆芯流道堵塞，堆芯熔融池的形成，熔融池破裂流入下封頭等過程。其中，反應堆堆芯燃料棒的燭化，以及堆芯流道堵塞，堆芯熔融池的形成，是研究嚴重事故序列的關鍵環節。這一過程，能夠為堆內外的反應堆嚴重事故分析提供源項，其發展結果會對反應堆壓力容器的完整性造成威脅，并可以決定氫氣的產生以及裂變產物的遷移。同時，反應堆堆內燃料棒的燭化和遷移過程的研究也至關重要。反應堆堆芯燃料棒的燭化及遷移過程，能夠為反應堆壓力容器的失效分析提供參數。反應堆的堆芯熔化是一個非線性非連貫的物理過程，它伴隨著在高溫高壓的情況下反應堆堆芯材料的熔化及燭化。反應堆燃料棒包殼氧化過程會釋放熱量，提高堆芯的溫度；但是氧化鋯包殼層可以提高材料的物理性質，延緩熔融物的遷移過程。為了研究這一過程，需要進行相關的實驗研究。實驗過程中，反應堆的堆內熔化物會在不同的物理空間，不同的溫度環境中受到冷卻并凝固，對夾持裝置造成損壞，進行后續實驗必須更換夾持裝置，由于夾持裝置為錸鉬電極，更換的話，會造成成本的提高。另外，現有的錸鉬電極為板狀，通過將兩個錸鉬板進行擠壓，形成不規則的孔，對燃料棒進行夾持，造成接觸面積比較小，電阻較大，可能會對電極造成損壞。此外，現有的實驗針對的是單根燃料棒，無法研究堆芯流道堵塞、燃料棒之間的相互影響。

發明內容

為解決上述問題，本發明的目的是提供一種反應堆嚴重事故條件下壓水堆燃料棒束高溫加熱夾持實驗裝置，該實驗裝置錸鉬電極能夠更換，提高了反應堆嚴重事故條件下堆芯行為特性研究的準確性，降低重復實驗過程中的損失，并且可以研究嚴重事故條件下多根燃料棒之間的相互影響。

為實現上述目的，本發明采用如下的技術方案：

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

本發明進一步的改進在于，第一電極夾頭和第二電極夾頭的兩端均開設有貫穿圓孔，通過穿過第一電極夾頭和第二電極夾頭的一端的貫穿圓孔的螺栓將第一電極夾頭和第二電極夾頭固定，采用螺栓穿過第一電極夾頭另一端的貫穿圓孔將第一電極夾頭固定在錸鉬板上，采用螺栓穿過第二電極夾頭另一端的貫穿圓孔將第一電極夾頭固定在錸鉬板上。

本發明進一步的改進在于，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。