[實用新型]用于識別高溫顆粒-水-蒸汽三相動態變化的可視化裝置

有效

• 申請號: 201820239196.3
• 申請日: 2018-02-10
• 公開（公告）號: CN208000281U
• 公開（公告）日: 2018-10-23
• 發明（設計）人: 王華勝;李良星;王凱琳;張雙寶
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G01N23/04
• 分類號: G01N23/04;G01N21/84
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

本實用新型公開了一種用于識別高溫顆粒?水?蒸汽三相動態變化的可視化裝置，包括水箱、高溫顆粒釋放控制機構、氬氣導管、氬氣注氣管、X射線產生和成像系統、光學高速攝像系統及控制器；水箱的側壁為透明結構，水箱內盛有水，高溫顆粒釋放控制機構通過氬氣導管與水箱的頂部相連通，氬氣注氣管與氬氣導管相連通，X射線產生和成像系統及光學高速攝像系統位于水箱的外側且正對水箱，控制器與高溫顆粒釋放控制機構的控制端、X射線產生和成像系統的控制端及光學高速攝像系統的控制端相連接，該裝置能夠精確觀測分辨高溫顆粒、蒸汽及水，以精確的獲取高溫顆粒的運動及變化軌跡。

技術領域

本實用新型涉及一種可視化裝置，具體涉及一種用于識別高溫顆粒-水-蒸汽三相動態變化的可視化裝置。

背景技術

高溫顆粒與冷卻劑相互作用是核電站假想嚴重事故中的一個重要現象和過程。在以往的反應堆嚴重事故分析中，這種現象得到了大量的實驗研究。核電站的蒸汽爆炸可能發生在高溫顆粒與冷卻劑相互作用過程中。一般認為，核電站的蒸汽爆炸是高溫顆粒碎化、傳熱面積急劇增大，使得蒸發速率激增、引起的壓力突增的現象。此外，高溫顆粒與的相互作用過程還可能發生在冶金工業煉鋼爐事故當中。因此，如何精確且穩定的獲取高溫顆粒的運動及其變化軌跡、蒸汽的動態產生過程及其產生量、高溫顆粒周圍蒸汽薄膜的厚度、水箱壓力與溫度等重要的研究信息是實驗裝置設計的重要依據。但是現有的識別高溫顆粒-水-蒸汽三相動態變化的可視化裝置都無法精確地觀測分辨高溫顆粒與蒸汽、水，進而無法精確地獲取關于高溫顆粒的運動及其變化軌跡、高溫顆粒周圍的蒸汽薄膜等重要的研究信息。

據檢索，發現以下與本申請相關的公開專利的文獻，具體公開內容如下：

專利文獻CN107393607A公開了一種反應堆堆芯熔融物與混凝土反應試驗系統及方法，該系統包括內置混凝土試驗件的實驗部件，提供熔煉爐電源的中頻電源柜，提供高溫熔融物的熔煉爐，與熔煉爐連接的遠程操控傾倒裝置、熔融物石墨導流槽和冷卻水回路；試驗系統還包括配套的配電設備、儀控設備和數據測量采集設備；冷卻水回路中，離心水泵驅動冷卻水箱中的水依次流經中頻電源柜和熔煉爐的冷卻通道防止中頻電源柜和熔煉爐中的感應線圈過溫燒毀，被加熱的冷卻水經板式換熱器和冷卻塔恢復到初始水溫后再返回冷卻水箱；另外，通過開展核反應堆堆芯熔融物與混凝土的反應試驗，獲得反應堆嚴重事故條件下的熔融物與混凝土反應的燒蝕特性數據，可用于反應堆的安全設計。

專利文獻CN103091349A公開了一種水與熔融金屬相互作用動態過程可視化實驗裝置，包括：加熱水箱，用于實驗用水的存儲以及保持所需溫度；注水管，設置在加熱水箱下端，并與加熱水箱連接為一整體；反應容器，設置在注水管的下方，用于盛儲熔融金屬并對其加熱；反應容器包括反應容器基座及加熱板，加熱板設置在反應容器基座的內部，反應容器基座上設有反應過程可視窗。可以調節實驗所需水注入速度、水注入量以及水柱注入到水滴注入的轉變，通過反應過程可視窗從外部對實驗過程直接進行拍攝，在水與熔融金屬相互作用過程中，可以同時對不透明的熔融金屬液位上方與液位下方的反應過程進行觀測，有助于對水與熔融金屬相互作用類型和發生機理進行研究。

專利文獻CN103913544A公開了一種熔融物與冷卻劑相互作用相關熱工水力研究實驗水箱，水箱主體用于冷卻劑的進出和盛儲，水箱主體外部設有熱電偶和壓力傳感器，水箱主體的壁面上還設有可視窗，可視窗與水箱主體之間密封設置；加熱裝置設置于水箱主體的內部，用于對水箱內部冷卻劑的加熱和控溫；提升機構與金屬收集盤相連接，用于控制金屬收集盤的提升和下降；金屬收集盤設置于水箱主體內部，用于試驗后金屬的收集和金屬顆粒大小的測量。通過對水注入量進行改變，實現可視化，并對溫度和壓力進行實時采集以及實驗后金屬顆粒的收集和顆粒大小的測量。實驗過程中，可同時在四個方向對反應過程進行觀測，有助于對熔融金屬與冷卻劑相互作用類型和發生機理進行研究。

上述專利均不能精確地觀測分辨高溫顆粒與蒸汽、水，進而無法精確地獲取關于高溫顆粒的運動及其變化軌跡、高溫顆粒周圍的蒸汽薄膜等重要的研究信息。

實用新型內容