[發(fā)明專利]一種海洋熔鹽微堆球床堆芯可視化流動(dòng)傳熱實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110455270.1
• 申請(qǐng)日: 2021-04-26
• 公開（公告）號(hào): CN113295728A
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉利民;顧漢洋;劉博;肖瑤;劉茂龍;郭輝;何曉強(qiáng);杜政瑀
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N25/20
• 分類號(hào): G01N25/20
• 代理公司: 上海漢聲知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

1.一種海洋熔鹽微堆球床堆芯可視化流動(dòng)傳熱實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，包括實(shí)驗(yàn)回路，所述實(shí)驗(yàn)回路包括冷卻劑儲(chǔ)存罐、高溫離心泵、預(yù)熱器、混合器、流量脈動(dòng)發(fā)生器、質(zhì)量流量計(jì)、球床堆芯實(shí)驗(yàn)段、換熱器，其中，所述冷卻劑儲(chǔ)存罐的出口連接所述高溫離心泵的入口，所述高溫離心泵的出口連接所述預(yù)熱器的入口，所述預(yù)熱器的出口連接所述混合器的入口，所述混合器的第一出口連接所述流量脈動(dòng)發(fā)生器，所述混合器的第二出口連接所述質(zhì)量流量計(jì)的入口，所述質(zhì)量流量計(jì)的出口連接所述球床堆芯實(shí)驗(yàn)段的入口，所述球床堆芯實(shí)驗(yàn)段的出口連接換熱器的入口，所述換熱器的出口連接所述冷卻劑儲(chǔ)存罐的入口；

所述流量脈動(dòng)發(fā)生器以正弦速度周期性吸入與壓出冷卻劑，所述球床堆芯實(shí)驗(yàn)段為透明且耐高溫的玻璃，包括流動(dòng)特性可視化測(cè)量區(qū)和傳熱特性測(cè)量區(qū)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海洋熔鹽微堆球床堆芯可視化流動(dòng)傳熱實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述流量脈動(dòng)發(fā)生器包括驅(qū)動(dòng)單元、傳動(dòng)單元、活塞桿和活塞罐，所述活塞罐連接所述混合器的第一出口，所述傳動(dòng)單元的執(zhí)行端固連所述活塞桿，所述活塞桿與所述活塞罐間隙配合，所述驅(qū)動(dòng)單元用于驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)單元，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)所述活塞桿水平以正弦速度直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的海洋熔鹽微堆球床堆芯可視化流動(dòng)傳熱實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述傳動(dòng)單元包括圓盤、滑塊、豎直導(dǎo)軌、水平導(dǎo)軌和底座，所述圓盤套設(shè)在所述驅(qū)動(dòng)單元的輸出軸上，所述滑塊一側(cè)面固定在所述圓盤上，另一側(cè)面與所述豎直導(dǎo)軌滑動(dòng)連接，所述豎直導(dǎo)軌的底部與所述水平導(dǎo)軌滑動(dòng)連接，所述水平導(dǎo)軌固定在底座上，所述活塞桿固定在豎直導(dǎo)軌上。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海洋熔鹽微堆球床堆芯可視化流動(dòng)傳熱實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述流動(dòng)特性可視化測(cè)量區(qū)內(nèi)填充若干普萊克斯玻璃球，且在流動(dòng)特性可視化測(cè)量區(qū)外設(shè)置PIV光學(xué)系統(tǒng)，在可視化測(cè)量區(qū)形成平行于冷卻劑流動(dòng)方向的中心平面照射區(qū)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的海洋熔鹽微堆球床堆芯可視化流動(dòng)傳熱實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，在垂直于平面照射區(qū)的球床堆芯實(shí)驗(yàn)段外圍設(shè)置數(shù)字相機(jī)。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的海洋熔鹽微堆球床堆芯可視化流動(dòng)傳熱實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述傳熱特性測(cè)量區(qū)填充若干鋼球，所述球床堆芯實(shí)驗(yàn)段在所述傳熱特性測(cè)量區(qū)的玻璃外纏繞電磁感應(yīng)線圈；

在所述傳熱特性測(cè)量區(qū)沿軸向布置球表溫度測(cè)量層，每一測(cè)量層沿徑向均勻布置3-5個(gè)測(cè)量球，所述測(cè)量球表面設(shè)有淺槽，所述淺槽內(nèi)固定第一T型鎧裝熱電偶。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的海洋熔鹽微堆球床堆芯可視化流動(dòng)傳熱實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述球床堆芯實(shí)驗(yàn)段的直徑與鋼球直徑比小于或等于10。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的海洋熔鹽微堆球床堆芯可視化流動(dòng)傳熱實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述傳熱特性測(cè)量區(qū)的上部和所述流動(dòng)特性可視化測(cè)量區(qū)的下部均有序排列15-20層的普萊克斯透明玻璃球。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的海洋熔鹽微堆球床堆芯可視化流動(dòng)傳熱實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述傳熱特性測(cè)量區(qū)的上部和下部分別布置一層測(cè)量出入口溫度測(cè)量層，在出入口溫度測(cè)量層設(shè)置3-5個(gè)四面開孔的空心玻璃球，并在空心玻璃球內(nèi)嵌入第二T型鎧裝熱電偶。

10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的海洋熔鹽微堆球床堆芯可視化流動(dòng)傳熱實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述球床堆芯實(shí)驗(yàn)段的玻璃內(nèi)壁設(shè)置與玻璃內(nèi)壁一體的半球凸起。

11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海洋熔鹽微堆球床堆芯可視化流動(dòng)傳熱實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述流動(dòng)特性可視化測(cè)量區(qū)及所述傳熱特性測(cè)量區(qū)的兩端分別設(shè)有測(cè)壓環(huán)，所述球床堆芯實(shí)驗(yàn)段玻璃管壁與所述測(cè)壓環(huán)連接處周向均勻開有測(cè)量孔，冷卻劑通過所述測(cè)量孔進(jìn)入所述測(cè)壓環(huán)，所述測(cè)壓環(huán)與壓力傳感器、壓差傳感器連接。