一种LOCA试验设备制造技术

本实用新型专利技术公开一种LOCA试验设备，所述试验设备包括具有容纳空间的试验炉、悬挂于所述试验炉内的样品和位于所述试验炉下部的水蒸气出口装置，所述水蒸气出口装置包括所述水蒸气出口装置包括设置在所述试验炉内的环状中空盘和自外部伸入所述试验炉中与所述环状中空盘相连通的通气管，所述环状中空盘包括环形的具有中空腔体的本体和设置在所述本体上表面的多个上出气孔，由于本实用新型专利技术使用了上表面带有通孔的环状中空盘，能够将高温水蒸气均匀喷出。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种可在反应堆外模拟LOCA工况下锆合金燃料包壳材料被水蒸气均匀高温氧化的水蒸气出口装置及试验设备。
技术介绍
锆合金会在高温水蒸气中发生锆水反应Zr+2H2O=ZrO2+2H2，其表面易形成氧化膜，这层氧化膜牢固的附着在金属表面，锆水反应放出大量的热量使包壳外表面氧化膜厚度迅速增加，高温还加强了氧通过氧化膜向金属基体的扩散能力，并形成具有一定厚度的Zr-O固溶体层，由于Zr-O固溶体层拥有较强的脆性，从而影响了基体的力学性能；同时，该反应还会形成具有爆炸性的氢气。在发生LOCA（LossOfCoolantAccident）工况下，反应堆一回路失水，反应堆压力容器内压力迅速下降，导致安注系统启动，向堆内注水当安注系统启动后向裸露的堆芯注水时，包壳的高温材料会因温度的迅速降低而受到热冲击，该过程相当于对包壳进行淬火处理，如果此时材料由于高温氧化而失去延展性变脆，就会直接导致包壳内压的作用下破裂，造成放射性裂变产物的释放，造成严重的事故。我国目前模拟LOCA实验的水蒸气都是由单一的管道喷出，而单一管道喷出的水蒸气不能够均匀的分布在炉腔内，从而导致水蒸气易在锆合金燃料包壳材料表面分布不均，在锆合金与水蒸气发生锆水反应时，锆合金燃料包壳材料在水蒸气分布较多地区域会被迅速高温氧化而失去延展性变脆，致使包壳外表面氧化膜厚度迅速增加，在高温下条件下，氧通过氧化膜向金属基体的扩散过程的能力得到了加强，并形成具有一定厚度的脆性Zr-O固溶体层，从而直接导致包壳发生破裂，造成放射性裂变产物的释放；同时，该反应还会产生具有爆炸性的氢气。为此在模拟LOCA实验中锆合金燃料包壳材料在水蒸气的作用下均匀被氧化尤为重要。通常，反应堆外模拟LOCA工况下锆合金燃料包壳材料水蒸气高温氧化试验的出口装置如图1所示，进行试验时，采用一种单管喷出水蒸气，该装置不足的是不能使锆合金燃料包壳材料在水蒸气作用下均匀高温氧化。因此，目前需要一种能将水蒸气均匀喷出的水蒸气出口装置及试验设备。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种能将水蒸气均匀喷出的水蒸气出口装置及试验设备。为达到上述目的，本技术采用的技术方案是：一种LOCA试验设备，所述试验设备包括具有容纳空间的试验炉、悬挂于所述试验炉内的样品和位于所述试验炉下部的水蒸气出口装置，所述水蒸气出口装置包括所述水蒸气出口装置包括设置在所述试验炉内的环状中空盘和自外部伸入所述试验炉中与所述环状中空盘相连通的通气管，所述环状中空盘包括环形的具有中空腔体的本体和设置在所述本体上表面的多个上出气孔。优选地，所述上出气孔在所述本体的上表面均匀分布。进一步优选地，所述上出气孔为中心线垂直于所述本体上表面的圆孔。优选地，所述环状中空盘还包括设置在所述本体下表面的下出气孔。进一步优选地，所述下出气孔在所述本体的下表面均匀分布。进一步优选地，所述下出气孔为中心线垂直于所述本体下表面的圆孔。优选地，所述下出气孔与所述上出气孔的数量相同，且上下对齐设置。优选地，所述通气管和所述环状中空盘均为金属材质。优选地，所述环状中空盘水平设置在所述试验炉腔体的底部。所述通气管的一端部与所述的环状中空盘焊接，另一端部与水蒸气的发生装置连接由于上述技术方案运用，本技术与现有技术相比具有下列优点：由于本技术使用了上表面带有通孔的环状中空盘，能够将高温水蒸气均匀喷出。附图说明附图1为现有技术示意图；附图2为本技术的工作原理示意图；附图3为本技术环状中空盘和通气管的剖视示意图。以上附图中：1、试验炉；2、样品；3、通气管；4、环状中空盘；41本体；42、上出气孔；43、下出气孔。具体实施方式下面结合附图所示的实施例对本技术作进一步描述：参见附图1所示，一种LOCA试验设备，试验设备包括具有容纳空间的试验炉1、悬挂于试验炉1内的样品2和位于所述试验炉（1）下部的水蒸气出口装置，水蒸气出口装置包括水蒸气出口装置包括设置在试验炉1腔体内的底部的环状中空盘4和自外部伸入试验炉1中与环状中空盘4相连通的通气管3，环状中空盘4包括环形的具有中空腔体的本体41和设置在本体41上表面的多个上出气孔42，上出气孔42为垂直本体41上表面的圆孔，其在本体41的上表面均匀分布，其中通气管3长度为40～50mm、直径为20～30mm；环状中空盘4的厚度为30～40mm、内经为30～40mm、外径为50～60mm。环状中空盘4还包括设置在本体41下表面的下出气孔43，下出气孔43为垂直本体41下表面的圆孔，其在本体41的下表面均匀分布本实施例中下出气孔43与上出气孔42的数量相同，在本实施例中均设置有6个，分别呈环形均匀分布在环状中空盘4的上下表面，且上下对齐设置，本实施例中下出气孔43与上出气孔42的直径均为2-3mm。通气管3和环状中空盘4均为抗水蒸气氧化性能优异的T91、Inconel690或FeCrAl合金等金属材料。一种具有上述LOCA试验的水蒸气出口装置的试验设备。高温蒸汽从通气管3进入环状中空盘4的腔体内，并从环状中空盘4上表面的上出气孔42均匀向上喷出，高温蒸汽在环状中空盘4腔体内凝结的水则从环状中空盘4下表面的下出气孔43中流出。上述实施例只为说明本技术的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本技术的内容并据以实施，并不能以此限制本技术的保护范围。凡根据本技术精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种LOCA试验设备，所述试验设备包括具有容纳空间的试验炉（1）、悬挂于所述试验炉（1）内的样品（2）和位于所述试验炉（1）下部的水蒸气出口装置，其特征在于：所述水蒸气出口装置包括设置在所述试验炉（1）内的环状中空盘（4）和自外部伸入所述试验炉（1）中与所述环状中空盘（4）相连通的通气管（3），所述环状中空盘（4）包括环形的具有中空腔体的本体（41）和设置在所述本体（41）上表面的多个上出气孔（42）。

【技术特征摘要】
1.一种LOCA试验设备，所述试验设备包括具有容纳空间的试验炉（1）、悬挂于所述试验炉（1）内的样品（2）和位于所述试验炉（1）下部的水蒸气出口装置，其特征在于：所述水蒸气出口装置包括设置在所述试验炉（1）内的环状中空盘（4）和自外部伸入所述试验炉（1）中与所述环状中空盘（4）相连通的通气管（3），所述环状中空盘（4）包括环形的具有中空腔体的本体（41）和设置在所述本体（41）上表面的多个上出气孔（42）。
2.根据权利要求1所述的一种LOCA试验设备，其特征在于：所述上出气孔（42）在所述本体（41）的上表面均匀分布。
3.根据权利要求1或2所述的一种LOCA试验设备，其特征在于：所述上出气孔（42）为中心线垂直于所述本体（41）上表面的圆孔。
4.根据权利要求1所述的一种LOCA试验设备，其特征在于：所述环状中空盘（4）还包括设置在所述本体（41）下表面的下出气孔（43）...

【专利技术属性】
技术研发人员：柏广海，王荣山，张晏玮，刘二伟，梅金娜，耿建桥，杜晨曦，
申请(专利权)人：苏州热工研究院有限公司，中国广核集团有限公司，中国广核电力股份有限公司，中广核工程有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32