An experimental device and method for plugging flow in annular fuel inner passage includes annular fuel, cylindrical casing, plugging device, inlet nozzle and outlet nozzle, in which the inlet nozzle is welded at the lower part of the cylindrical casing, the outlet nozzle is welded at the upper part of the cylindrical casing, and fixed parts are welded at the connection between the cylindrical casing and the inlet nozzle and outlet nozzle, and the plugging device is through. The axial position of the plugging device is determined by another fixing device when the wire rope is connected to the fixing part; the annular fuel is connected with the cylindrical sleeve through the positioning grid, which is also the coolant temperature measurement channel; five pressure-taking devices are arranged along the axis to measure the pressure drop before and after the plugging and the pressure change downstream of the plugging flow. The device is simple in structure and easy to process. It can simulate the plugging condition of the inner passage of annular fuel well and provide experimental basis for the study of plugging in the inner passage of annular fuel.
【技术实现步骤摘要】
一种环形燃料内通道堵流实验装置及方法
本专利技术涉及核电厂环形燃料
,具体涉及一种环形燃料内通道堵流实验装置及方法。
技术介绍
为了降低燃料芯块温度过高的安全隐患,麻省理工学院最早设计了双面冷却环形燃料元件,这种燃料元件具有芯块径向导热路径短和冷却剂湿润周长大两大优势,使得燃料最高温度明显降低,并且相关文献指出采用该燃料元件,在保持甚至提高现有反应堆安全裕量的前提下,同时可以使堆芯功率密度提高至150%。在核反应堆运行过程中,可能会有电线、扁钢和金属片等碎片随着冷却剂流进堆芯入口处,导致堵流的发生。在棒状燃料组件中,不同流道之间存在搅混,因此堵流事故影响是相对可控的,但是环形燃料元件内通道是一个孤立的通道,流体不能发生横向搅混。所以,一旦内通道发生堵塞,冷却剂流量将迅速减小,可能会发生沸腾临界,燃料元件冷却急剧恶化,甚至造成大的安全事故。本专利技术正是基于这种需求而提供了一种环形燃料内通道堵流的实验装置,该实验装置主要目的是模拟燃料棒内通道不同位置和不同形状的堵塞物,并且对堵流下游区域的流动传热特性进行分析。中国专利CN205824476U公开了一种气囊式管道堵塞器,包括囊体、取送仪表管、充气控制装置,囊体两端分别设置有第一端盖和第二端盖,端盖内都设有固定环,气囊固定绳索两端固定在所述固定环上,第二端盖设有通孔与取送仪表管连接。这种堵塞器的设计可以有效提高气囊周向密封力,具有良好的便利性和可靠性,但是其形状与反应堆内堵塞物形状有较大区别,难以用于环形燃料堵流实验中。又如中国专利CN105206314A公开了一种用于研究燃料组件堵塞行为的可视化试验柱装 ...
【技术保护点】
1.一种环形燃料内通道堵流实验装置,其特征在于:包括圆柱形套管(2),设置在圆柱形套管(2)内的燃料元件(4)和堵流装置(5),焊接在圆柱形套管(2)下端的入口接管(1),焊接在圆柱形套管(2)上端的出口接管(8),所述实验装置通过入口接管(1)和出口接管(8)与实验管道系统相连接。
【技术特征摘要】
1.一种环形燃料内通道堵流实验装置,其特征在于:包括圆柱形套管(2),设置在圆柱形套管(2)内的燃料元件(4)和堵流装置(5),焊接在圆柱形套管(2)下端的入口接管(1),焊接在圆柱形套管(2)上端的出口接管(8),所述实验装置通过入口接管(1)和出口接管(8)与实验管道系统相连接。2.根据权利要求1所述的一种环形燃料内通道堵流实验装置,其特征在于:所述燃料元件(4)包括三个环形圆柱,分别是外包壳(4-1)、环形加热段(4-2)和内包壳(4-3),环形加热段(4-2)位于外包壳(4-1)和内包壳(4-3)间;内包壳(4-3)内的通道为内通道,外包壳(4-1)与圆柱形套管(2)间的通道为外通道;所述燃料元件(4)轴向上位于圆柱形套管(2)的中部,径向与圆柱形套管(2)同心,上端和下端分别留有入口段和出口段。3.根据权利要求2所述的一种环形燃料内通道堵流实验装置,其特征在于:所述燃料元件(4)与圆柱形套管(2)之间通过定位格架(3)固定,所述定位格架(3)分三层,分别布置在接近燃料元件入口处、燃料元件中段和接近燃料元件出口处,每层包括三个定位件,沿周向均布;同时每个定位件中还布置有一个热电偶(3-1),所述热电偶(3-1)从外部通过定位件插入,穿过燃料元件的内包壳(4-3),用来测量工质温度;所述定位件中填充有屏蔽材料,一方面能够进行热电偶的电磁和热工屏蔽,同时也能够对热电偶进行固定。4.根据权利要求1所述的一种环形燃料内通道堵流实验装置,其特征在于:所述堵流装置(5)由入口固定端(5-1)、堵流件(5-2)、固定件(5-3)、钢丝绳(5-4)和出口固定端(5-5)组成,所述入口固定端(5-1)和出口固定端(5-5)分别焊接在圆柱形套管(2)与入口接管(1)和出口接管(7)的连接处,是用两根细钢条垂直焊接而成,所述钢丝绳(5-4)...
【专利技术属性】
技术研发人员:秋穗正,张衍,巫英伟,田文喜,苏光辉,
申请(专利权)人:西安交通大学,
类型:发明
国别省市:陕西,61
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