[實用新型]一種海洋條件棒束通道可視化實驗本體

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202120227544.7
• 申請日: 2021-01-27
• 公開（公告）號: CN214279620U
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發(fā)明（設計）人: 畢景良;黃彥平;徐建軍;袁德文;謝峰
• 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: 張超

本實用新型公開了一種海洋條件棒束通道可視化實驗本體，包括電熱組件和流道組件；電熱組件包括不銹鋼棒束，述不銹鋼棒束包括N²根不銹鋼元件，采用N×N排列方式組合，流道組件包括流道板，流道板圍合形成方形通道，流道板間采用高溫硅橡圈密封，不銹鋼棒束位于方形通道內(nèi)；流道板上設置有可視窗，可視窗用于觀察不銹鋼棒束的情況電熱組件和流道組件之間設置有陶瓷的絕緣組件。本實用新型具有結(jié)構簡單、工藝成熟、性能穩(wěn)定和成本較低等特點，具備良好的電加熱、絕緣和密封性能，完全滿足在高溫加熱、中壓工況下開展海洋條件下棒束燃料組件熱工水力可視化實驗的要求。

技術領域

本實用新型涉及壓力容器設備領域，具體涉及一種海洋條件棒束通道可視化實驗本體。

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(tǒng)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(yōu)化其設計，各國都對此開展了熱工水力分析和實驗研究。浮動核電站、核動力艦船等海上作業(yè)裝置的反應堆堆芯結(jié)構都可以?；癁榘羰ǖ溃鋬?nèi)部的流型及兩相流動特性對反應堆設計和安全運行起著至關重要的作用。

棒束型燃料組件是核動力艦船裝置反應堆的常用燃料組件。在海洋條件外力作用下，通道內(nèi)的兩相流流場更加復雜。相比于矩形流道，棒束流道上汽泡的受力分析更加復雜，也更易受運動條件的影響，因此在海洋瞬變運動條件下，由于交變外力場和流量攪混的作用，汽泡的行為復雜多變。而該過程對通道的熱工水力特性造成了重要的影響，需要對棒束通道內(nèi)的流型和汽泡動力學特性進行深入的理論和實驗研究，為海洋條件下反應堆的安全運行提供實驗基礎。

實用新型內(nèi)容

本實用新型所要解決的技術問題是現(xiàn)有的棒束通道可視化實驗本體無法適應海洋運動條件下中壓、加熱及密封的實驗需求，目的在于提供一種海洋條件棒束通道可視化實驗本體，解決能夠在海洋運動條件和高溫加熱、中壓條件下穩(wěn)定運行，開展棒束通道可視化實驗，重復地開展熱工水力研究的問題。

本實用新型通過下述技術方案實現(xiàn)：

一種海洋條件棒束通道可視化實驗本體，包括電熱組件和流道組件；所述電熱組件包括不銹鋼棒束，所述不銹鋼棒束包括N²根不銹鋼元件，所述N²根不銹鋼元件采用N×N排列方式組合，其中，N為大于1的自然數(shù)；所述流道組件包括流道板，所述流道板圍合形成方形通道，所述流道板間采用高溫硅橡圈密封，所述不銹鋼棒束位于所述方形通道內(nèi)；所述流道板上設置有可視窗，所述可視窗用于觀察所述不銹鋼棒束的情況；所述流道組件的上端部設置有上端法蘭組焊件，上端法蘭組焊件的另一端設置有導電頭，所述上端法蘭組焊件和所述導電頭內(nèi)設置有用于所述不銹鋼棒束通過的第一通道，所述不銹鋼棒束上端穿過所述第一通道，所述上端法蘭組焊件上還設置有與所述第一通道相通的出水口；所述流道組件的下端部設置有下端法蘭組焊件，所述下端法蘭組焊件的另一端設置有下法蘭，所述下端法蘭組焊件和所述下法蘭內(nèi)設置有第二通道，所述不銹鋼棒束的下端穿過所述下端法蘭組焊件，延伸進入所述下法蘭內(nèi)，所述下端法蘭組焊件上還設置有與所述第二通道相通的進水口；所述不銹鋼棒束的下端通過軟銅辮連接導電塊，所述導電塊連接所述軟銅辮的一端卡入所述第二通道；所述電熱組件和所述流道組件之間設置有絕緣組件。

現(xiàn)有技術中，還沒有針對海洋運動條件下中壓加熱條件下棒束通道可視化實驗本體的設計，本實用新型采用不銹鋼元件作為棒束來進行海洋條件下的實驗，不銹鋼元件既可以加熱，又可承受中壓及高溫的海洋實驗條件。流道板上直接設置的可視窗，也可以承受海洋運動條件。綜合而言，本實用新型使棒束通道可視化實驗本體能夠承受高溫(250℃)加熱、中壓(3MPa)、海洋運動條件，能夠?qū)崿F(xiàn)對通道流型和兩相運動狀態(tài)的觀測，且能夠多次重復地開展熱工水力可視化實驗。

進一步的，所述下端法蘭組焊件與下法蘭之間設置有絕緣密封墊，所述下端法蘭組焊件、所述絕緣密封墊與下法蘭之間采用榫槽式密封。保障了海洋運動條件下的密封性。

進一步的，所述絕緣密封墊為石棉橡膠板。