[發明專利]緊密排列棒束燃料組件熱工水力實驗裝置

在審

• 申請號: 202010572968.7
• 申請日: 2020-06-22
• 公開（公告）號: CN111681789A
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發明（設計）人: 謝峰;徐建軍;黃彥平;宮厚軍;畢景良
• 申請（專利權）人: 中國核動力研究設計院
• 主分類號: G21C17/00
• 分類號: G21C17/00
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 高俊

本發明公開了一種緊密排列棒束燃料組件熱工水力實驗裝置，包括承壓組件及電熱組件，所述承壓組件包括筒體組件，所述電熱組件包括元件棒，所述筒體組件內還設置有冷流體流道，所述元件棒為：由其一端至另一端，分別為銅棒段、不銹鋼段及銅棒段；所述元件棒上，其中一端的銅棒段作為元件棒在承壓組件上固定的固定端，另一端的銅棒段為懸臂端，所述懸臂端通過柔性導線實現元件棒電連接；各元件棒的不銹鋼段均穿過所述冷流體流道，且各不銹鋼段的端部均位于冷流體流道內。本熱工水力試驗裝置具有結構簡單，可準確模擬原型，以方便進行準確的密排列棒束燃料組件阻力特性、臨界熱流密度等熱工水力實驗研究。

技術領域

本發明涉及熱工水力試驗裝置技術領域，特別是涉及一種緊密排列棒束燃料組件熱工水力實驗裝置。

背景技術

堆芯燃料組件的熱工水力特性研究對于反應堆的安全運行及相關系統的設計具有十分重要的意義，為了提高堆芯燃料組件的性能以及優化其設計，各國都對此開展了熱工水力分析和實驗研究，并提出了很多新概念的堆型。緊密排列棒束燃料組件是先進水冷反應堆中的新型燃料組件之一，即堆芯的燃料元件采用緊密布置，形成燃料元件按三角形排列、燃料組件六角形排列的蜂窩狀堆芯。緊密排列棒束燃料組件通過縮小燃料元件柵元的間距，縮小了堆芯體積，提高了堆芯的轉換比，提高了燃耗深度，進而達到延長燃耗壽期的目的，實現長循環運行，實現鈾資源的有效利用。因此，緊密排列棒束燃料組件堆芯技術是一項十分適合反應堆核動力裝置的堆芯組件設計技術。

燃料組件熱工水力特性是燃料組件性能的重要研究內容，燃料組件的熱工水力特性研究對燃料組件的設計論證、提高組件的綜合性能具有重要的意義。研究表明，影響燃料組件的熱工水力特性的因素很多，系統的熱工參數以及燃料組件的結構都會對其產生不同程度的影響，目前燃料組件的熱工水力特性一般都是通過開展實驗來進行研究。由于緊密排列棒束燃料組件結構的特殊性，其流動、傳熱等熱工水力特性與常規水冷反應堆堆芯存在差異，其熱工水力特性研究難度較大，目前國內、外對于緊密排列棒束燃料組件的熱工水力特性研究并不充分。緊密排列棒束燃料組件水冷堆研究面臨著一系列重大技術瓶頸，針對堆芯熱工水力特性的研究手段是便是其中之一。由于緊密排列棒束燃料組件采用緊密排列布置，燃料元件間隙非常小(受慢化劑與燃料體積比值的影響，約1.2mm～2.2mm)采用繞絲定位，采用合適的熱工水力實驗裝置開展緊密排列棒束燃料組件熱工水力實驗研究對緊密排列堆芯這一新型堆型的設計定型和安全分析具有重要意義。

目前國內外鮮有針對緊密排列棒束燃料組件的熱工水力實驗裝置的專利設計或文獻。因此，有必要研制或優化出一套用于緊密排列棒束燃料組件熱工水力實驗裝置，對原型進行準確模擬，以實現開展阻力特性、臨界熱流密度等熱工水力實驗研究。

發明內容

針對上述提出的有必要研制或優化出一套用于緊密排列棒束燃料組件熱工水力實驗裝置，對原型進行準確模擬，以實現開展阻力特性、臨界熱流密度等熱工水力實驗研究的技術問題，本發明提供了一種緊密排列棒束燃料組件熱工水力實驗裝置。本熱工水力試驗裝置具有結構簡單，可準確模擬原型，以方便進行準確的密排列棒束燃料組件阻力特性、臨界熱流密度等熱工水力實驗研究。

針對上述問題，本發明提供的緊密排列棒束燃料組件熱工水力實驗裝置通過以下技術要點來解決問題：緊密排列棒束燃料組件熱工水力實驗裝置，包括承壓組件及電熱組件，所述承壓組件包括用于提供壓力邊界的筒體組件，所述電熱組件包括多根用于模擬燃料組件的元件棒，所述筒體組件內還設置有用于提供流體邊界的冷流體流道，所述元件棒間隔排布于所述筒體組件內，所述元件棒為：由其一端至另一端，分別為銅棒段、不銹鋼段及銅棒段；

所述元件棒上，其中一端的銅棒段作為元件棒在承壓組件上固定的固定端，另一端的銅棒段為懸臂端，元件棒兩端的銅棒段均作為元件棒通電的電連接端，且所述懸臂端通過柔性導線實現元件棒電連接；

各元件棒的不銹鋼段均穿過所述冷流體流道，且各不銹鋼段的端部均位于冷流體流道內。