A test device for heat transfer characteristics of a nuclear reactor engineering scale double-layer molten pool includes a test section, a cover plate, an electric heating element, a baffle and a temperature measuring component. The test device can be used to study the natural convection heat transfer characteristics of a nuclear reactor engineering scale lower double-layer molten pool (upper metal layer + lower oxidation molten pool), and obtain the upward and downward heat transfer characteristics of the oxidation molten pool under different operating conditions. The downward heat transfer characteristics and the side wall heat transfer characteristics of the metal layer are analyzed, and the influence of the thickness and height of the metal layer on the heat transfer characteristics of the double-layer molten pool is analyzed, which provides an important basis for the study of the thermal focusing effect of the metal layer.
【技术实现步骤摘要】
一种核反应堆工程量级双层熔池传热特性试验装置
本专利技术涉及核电厂严重事故下封头熔融池传热特性研究
,具体涉及一种核反应堆工程量级双层熔池传热特性试验装置。
技术介绍
当核电厂压水堆发生严重事故时,产生的堆芯熔融物会迁移至压力容器下封头内形成熔融池。熔融池的流动传热特性对下封头壁面热负荷分布以及外部冷却能力有着重要的影响,是严重事故缓解策略IVR关注的重点对象。目前,国内外已经开展过一些关于熔融池传热特性的试验研究,所得出的换热关系式无法满足核反应堆工程量级下的实际需求。此外,国内外的大部分研究都是针对单层熔池构型开展的,对于两层构型熔融池的传热特性研究很少。而基于真实反应堆材料所开展的RASPLAV和MASCA试验结果表明,熔融池在稳态下会形成上部金属层下部氧化层的两层熔融池构型。例如,文献(ZhangL.T.,ZhangY.P.,ZhaoB.,MaW.M.,ZhouY.K.,SuG.H.,TianW.X.,QiuS.Z.,(2016a),COPRA:Alargescaleexperimentonnaturalconvectionheattransferincoriumpoolswithinternalheating.Prog.Nucl.Energy86,132-140.)公开了一种熔池换热特性试验装置,试验装置主体为1/4圆切片结构。试验采用电加热棒模拟衰变热,选择非共晶硝酸盐混合物模拟熔融物,得到了单层氧化熔融池的向下传热关系式。但该试验没有拟合出下部氧化熔融池向上传热的换热关系式,也无法模拟上部金属层的导热过程。同时,它还忽略了1/4圆切片试 ...
【技术保护点】
1.一种核反应堆工程量级双层熔池传热特性试验装置,其特征在于:所述试验装置包括试验段(1)、盖板(2)、电加热元件(3)、隔板(4)和测温组件(5);所述试验段(1)由前侧壁面(101)、后侧壁面(102)以及连接前侧壁面(101)和后侧壁面(102)的圆弧壁面(103)组成;设置在试验段(1)内并与前侧壁面(101)和后侧壁面(102)垂直的隔板(4)将试验段(1)划分为两个区域形成双层熔池,上部区域为模拟金属层区域,下部区域为模拟氧化熔融池区域,通过升降隔板(4)的高度能够改变双层熔池上部区域和下部区域的大小,从而研究不同双层熔池结构上部金属层厚度和高度对熔池传热特性的影响,隔板(4)一侧开有小孔;试验段(1)上方放置有盖板(2),盖板(2)左右两端分别开设有冷却水进口和出口,通水后能为试验段(1)内形成的双层熔池提供近似等温的边界条件,盖板(2)一侧与隔板(4)开有小孔相对应的位置处开有试验工质注入口,试验工质通过隔板(4)小孔与注入管道之间的缝隙流动;多层电加热元件(3)沿水平方向插入试验段(1)的模拟氧化熔融池区域内,用于模拟堆芯熔融物产生的衰变热,每层电加热元件(3)由调压 ...
【技术特征摘要】
1.一种核反应堆工程量级双层熔池传热特性试验装置,其特征在于:所述试验装置包括试验段(1)、盖板(2)、电加热元件(3)、隔板(4)和测温组件(5);所述试验段(1)由前侧壁面(101)、后侧壁面(102)以及连接前侧壁面(101)和后侧壁面(102)的圆弧壁面(103)组成;设置在试验段(1)内并与前侧壁面(101)和后侧壁面(102)垂直的隔板(4)将试验段(1)划分为两个区域形成双层熔池,上部区域为模拟金属层区域,下部区域为模拟氧化熔融池区域,通过升降隔板(4)的高度能够改变双层熔池上部区域和下部区域的大小,从而研究不同双层熔池结构上部金属层厚度和高度对熔池传热特性的影响,隔板(4)一侧开有小孔;试验段(1)上方放置有盖板(2),盖板(2)左右两端分别开设有冷却水进口和出口,通水后能为试验段(1)内形成的双层熔池提供近似等温的边界条件,盖板(2)一侧与隔板(4)开有小孔相对应的位置处开有试验工质注入口,试验工质通过隔板(4)小孔与注入管道之间的缝隙流动;多层电加热元件(3)沿水平方向插入试验段(1)的模拟氧化熔融池区域内,用于模拟堆芯熔融物产生的衰变热,每层电加热元件(3)由调压器单独控制加热功率;设置于试验段(1)内测温组件(5)用于测量双层熔池各区域的温度分布。2.根据权利要求1所述的一种核反应堆工程量级双层熔池传热特性试验装置,其特征在于:所述试验段(1)的直径为4000mm,内宽为300mm,相应的,所述隔板(4)宽为300mm,厚10mm。3.根据权利要求1所述的一种核反应堆工程量级双层熔池传热特性试验装置,其特征在于:所述试验段(1)的前侧壁面(101)和后侧壁面(102)与圆弧壁面(103)焊接而成,材料为304不锈钢;前侧壁面(101)与隔板(4)接触的中央位置处开有长方形石英玻璃视窗(6),用于观察和拍摄试验过程中双层熔池交界面处的对流搅浑情况和...
【专利技术属性】
技术研发人员:张亚培,苏光辉,周瑜琨,田文喜,秋穗正,
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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