[實用新型]臨界熱流密度試驗專用電加熱管及其試驗裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201822084139.5
• 申請日: 2018-12-12
• 公開（公告）號: CN209627733U
• 公開（公告）日: 2019-11-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郎桂才;況洪波
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶金鴻電氣工程有限公司
• 主分類號: H05B3/44
• 分類號: H05B3/44;G21C17/00
• 代理公司: 重慶博凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 50212
• 代理人: 伍倫辰

本實用新型公開了一種臨界熱流密度試驗專用電加熱管，包括套管，套管內(nèi)部設(shè)置有電加熱結(jié)構(gòu)和熱電偶，套管管口設(shè)置有密封結(jié)構(gòu)，套管遠離管口一端封閉設(shè)置，其特征在于，所述套管包括同軸間隔套接設(shè)置的內(nèi)管和外管，所述電加熱結(jié)構(gòu)設(shè)置在內(nèi)管中，所述熱電偶設(shè)置在內(nèi)管和外管之間。還公開了一種采用了該電加熱管的臨界熱流密度試驗裝置。本實用新型具有臨界熱流密度試驗過程中能夠更好地提高臨界判斷精度，進而提高試驗精度的優(yōu)點。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種臨界熱流密度試驗設(shè)備；特別是涉及一種臨界熱流密度試驗專用電加熱管及其試驗裝置。

背景技術(shù)

當熱流密度達到由核態(tài)沸騰轉(zhuǎn)變?yōu)檫^度沸騰所對應的值時，加熱表面上的氣泡很多，以致使很多氣泡連成一片，覆蓋了部分加熱面。由于氣膜的傳熱系數(shù)低，加熱面的溫度會很快升高，而使加熱面燒毀。這一臨界對應點又稱為沸騰臨界點或臨界熱流密度CHF（Critical Heat Flux）。

在壓水堆核動力裝置穩(wěn)態(tài)熱工設(shè)計中，通常只遇到過冷沸騰和低含汽量的飽和沸騰，因此偏離核態(tài)沸騰熱流密度尤其重要。由于臨界熱流密度機理及其現(xiàn)象太復雜，通常采用試驗研究的方法，得到臨界熱流密度關(guān)系式。根據(jù)臨界熱流密度試驗目的及其內(nèi)容，按相似準則要求設(shè)計試驗段，研究系統(tǒng)壓力、質(zhì)量流速、臨界點含汽量、結(jié)構(gòu)參數(shù)等因素對臨界熱流密度的影響。在臨界熱流密度試驗過程中，臨界判斷一般采用加熱元件壁溫判斷，其判據(jù)有兩條：一是加熱元件壁溫躍升速率達到或超過某一定值；二是加熱元件壁溫達到或超過最高溫度限值。臨界熱流密度試驗數(shù)據(jù)分析要求給出95%的置信度上，至少95%的概率不發(fā)生臨界沸騰的臨界熱流密度比。

CN105007641B曾公開了一種臨界熱流密度試驗用加熱棒，適用于模擬核燃料釋熱而進行臨界熱流密度試驗，其結(jié)構(gòu)：包括鎳棒、加熱管、鎳管、銅管、陶瓷件、銅片及熱電偶，所述鎳棒的上端與外界上部帶電設(shè)備連接，所述鎳棒的下端與所述加熱管的上端對接且密封的固定連接，所述加熱管的下端與所述鎳管的上端對接且密封的固定連接，所述銅管的上端與所述鎳管的下端對接且密封的固定連接，所述銅管的下端與外界下部帶電設(shè)備連接，所述加熱管、鎳管及銅管依次對接形成呈中空結(jié)構(gòu)的棒體，所述陶瓷件附著于所述呈中空結(jié)構(gòu)的棒體的內(nèi)壁上并環(huán)繞形成熱腔，所述銅片呈均勻的橫向設(shè)置于所述熱腔中并位于加熱管內(nèi)，所述熱電偶呈懸空的設(shè)置于所述熱腔內(nèi)并藉由所述銅片固定。

上述臨界熱流密度試驗用加熱棒能夠模擬核燃料棒用于實現(xiàn)臨界熱流密度試驗的簡單要求，但由于無法精確檢測到加熱元件壁溫，故臨界判斷的精準程度會收到影響。進而影響并降低了試驗精度。

實用新型內(nèi)容

針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型所要解決的技術(shù)問題是：怎樣提供一種在臨界熱流密度試驗過程中能夠更好地提高臨界判斷精度，進而提高試驗精度的臨界熱流密度試驗專用電加熱管及其試驗裝置。

為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用了如下的技術(shù)方案：

一種臨界熱流密度試驗專用電加熱管，包括套管，套管內(nèi)部設(shè)置有電加熱結(jié)構(gòu)和熱電偶，套管管口設(shè)置有密封結(jié)構(gòu)，套管遠離管口一端封閉設(shè)置，其特征在于，所述套管包括同軸間隔套接設(shè)置的內(nèi)管和外管，所述電加熱結(jié)構(gòu)設(shè)置在內(nèi)管中，所述熱電偶設(shè)置在內(nèi)管和外管之間。

這樣，采用了雙層套管的結(jié)構(gòu)，將電加熱結(jié)構(gòu)和熱電偶完全隔離，可以防止電加熱結(jié)構(gòu)和熱電偶接觸而產(chǎn)生短路事故以及影響熱電偶檢測可靠性。同時重要的時，該結(jié)構(gòu)可以使得熱電偶貼近外管設(shè)置，這樣熱電偶能夠更好地檢測到加熱元件壁溫，提高了臨界判斷精度，進而提高試驗精度。

進一步地，電加熱結(jié)構(gòu)包括設(shè)置在內(nèi)管內(nèi)部的電熱絲和設(shè)置在內(nèi)管管口段的電熱絲引出棒，電熱絲引出棒內(nèi)端和電熱絲固定，電熱絲引出棒外端向外延伸出管口形成電熱引線部分，電熱絲和內(nèi)管之間填充設(shè)置有氧化鎂材料。

這樣，具有結(jié)構(gòu)簡單，發(fā)熱可靠穩(wěn)定的優(yōu)點。