临界热流密度增强试验装置制造方法及图纸

本申请公开了一种临界热流密度增强试验装置，该临界热流密度增强试验装置包括：隔离筒，隔离筒的第一端具有用于安装试验体的安装位和用于敞开试验体的第一端面的下敞口，隔离筒的第二端敞开且具有连接法兰；转接法兰，转接法兰与连接法兰相连；加热体，加热体安装于隔离筒内，且加热体的第一端面用于与试验体的第二端面贴合，加热体具有沿轴向的加热孔；加热器，加热器安装于加热孔；压装法兰，压装法兰压装在加热体的第二端面上，且通过螺纹连接件与隔离筒的第一端可拆卸地相连。本申请的临界热流密度试验装置为分体式结构设计，可实现试验体的方便、快速拆装更换，并且可以重复使用加热体，可以极大地降低试验成本，并提高试验效率。

Critical heat flux enhancement test device

【技术实现步骤摘要】
临界热流密度增强试验装置
本申请属于热工水力
，具体而言，涉及一种临界热流密度增强试验装置。
技术介绍
作为缓解事故后果的关键措施的一种，熔融物压力容器内滞留(IVR)技术近年来在核工业界获得了实际应用。反应堆压力容器外部冷却(ERVC)是实现IVR的重要方案。当压力容器下封头的热流密度小于压力容器外表面对应位置的临界热流密度(CHF)时，就可以保证压力容器外表面的冷却，维持其完整性。因此CHF决定了ERVC冷却能力限值。CHF值越大，压力容器的安全裕量就越大，IVR-ERVC措施的可行性就越高。IVR-ERVC策略在中小功率反应堆上有足够的安全裕量，但是大功率反应堆上压力容器下封头内部的热流密度不断提高，为进一步提高IVR有效性，需提高CHF限值。为此，国内外广泛开展了临界热流密度增强试验研究，考虑了大量的CHF影响因素，其中部分试验揭示了冷却剂水化学特性、特殊表面结构、多孔亲水介质及纳米材料等表面涂层能显著提高CHF。然而，在表面特性相关的临界热流密度增强试验中，所使用的试验装置结构复杂，加热体与试验块为一个整体，对不同试验块开展试验时，需更换整个试验本体，试验成本高。这在一定程度上限制了试验的次数，难以进行深入全面的研究。
技术实现思路
本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。本申请提出一种临界热流密度增强试验装置，包括：隔离筒，所述隔离筒的第一端具有用于安装试验体的安装位和用于敞开试验体的第一端面的下敞口，所述安装位设有隔热密封垫，所述隔离筒的第二端敞开且具有连接法兰；转接法兰，所述转接法兰与所述连接法兰相连，且用于连接金属软管；加热体，所述加热体安装于所述隔离筒内，且所述加热体的第一端面用于与所述试验体的第二端面贴合，所述加热体具有沿轴向的加热孔；加热器，所述加热器安装于所述加热孔；压装法兰，所述压装法兰压装在所述加热体的第二端面上，且通过螺纹连接件与所述隔离筒的第一端可拆卸地相连。本申请的临界热流密度试验装置为分体式结构设计，可实现试验体的方便、快速拆装更换，并且可以重复使用加热体，可以极大地降低试验成本，并提高试验效率。本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。附图说明本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是本申请实施例的临界热流密度增强试验装置的结构示意图；图2是图1中A处的局部放大图；图3是本申请实施例的加热体的纵向剖视图；图4是本申请实施例的加热体的端面视图；图5是本申请实施例的压装法兰的端面视图；图6是本申请实施例的压装法兰的纵向剖视图；图7是本申请实施例的支撑法兰的端面视图；图8是本申请实施例的支撑法兰的纵向剖视图；图9是本申请实施例的试验体的纵向剖视图；图10是图9中B处的局部放大图；图11是本申请实施例的试验体的局部俯视图。附图标记：临界热流密度增强试验装置100，支撑法兰10，外螺纹11，下敞口12，支撑凹槽13，螺纹孔14，隔热密封垫15，压装法兰20，通孔21，缺口22，压装凹槽23，螺纹连接件24，弹簧垫25，隔热垫26，加热体30，加热孔31，加热器40，隔离套50，连接法兰51，转轴52，转接法兰60，金属软管61，试验体70，测试孔71，豁口72，导向面73，加热槽74，热电偶75，保温层80，底架91，排水管92，箱体93，上盖板94，支撑架95，风道96。具体实施方式下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。下面参考图1-图11描述根据本申请实施例的临界热流密度增强试验装置100。如图1所示，根据本申请一个实施例的临界热流密度增强试验装置100包括：隔离筒、转接法兰60、加热体30、加热器40、压装法兰20。其中，隔离筒的第一端(图2中的下端)具有用于安装试验体70的安装位和用于敞开试验体70的第一端面的下敞口12，安装位设有隔热密封垫15，隔离筒的第二端(图2中的上端)敞开且具有连接法兰51，转接法兰60与连接法兰51相连，转接法兰60与连接法兰51之间可以夹设有密封圈，转接法兰60用于连接金属软管61，金属软管61可以为波纹管，其内设有风道96。加热体30安装于隔离筒内，且加热体30的第一端面(图2中的下端面)用于与试验体70的第二端面(图2中的上端面)贴合，加热体30具有沿轴向的加热孔31，加热器40安装于加热孔31，加热器40可以为电加热器。压装法兰20压装在加热体30的第二端面(图2中的上端面)上，且通过螺纹连接件24与隔离筒的第一端可拆卸地相连。在试验时，可以将隔离筒放置在箱体93内，箱体93可以为耐温玻璃制成，箱体93放置在底架91上，箱体93下端设有排水管92，箱体93的上端设有上盖板94，箱体93用于装入水，并将隔离筒浸没，这样，试验体70可以通过下敞口12与水接触，且隔离筒内保持干燥的环境。隔离筒可以为圆筒型密封结构。隔离筒上端连金属软管61，管内通电缆线和热电偶75线。通过隔离筒，实现加热体30及加热棒等结构与外部冷却剂的隔离。试验体70嵌套在支撑法兰10中，二者之间采用高温胶及隔热密封垫15密封。加热体30在隔离筒内，下端表面与试验体70紧密贴合，将加热器40产生的热量传到试验体70。试验体70及加热体30通过压装法兰20及螺纹连接件24紧固在支撑法兰10上。临界热流密度增强试验装置100还可以包括保温层80，保温层80包覆在隔离筒外，且保温层80露出下敞口12。隔离筒外敷保温层80，防止试验装置内产生的热量通过隔离套50侧壁导出。该试验装置通过高功率加热器40提供热源，通过试验体70内置热电偶75监测的温度信息判断CHF的发生，通过加热体30外壁热电偶75监测温度以保证加热体30的安全性。试验过程中，首先给本试验装置的加热器4通电，并逐步增大电功率。为确保安全及试验数据的可靠性，每次功率增幅不超过上一稳定功率的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种临界热流密度增强试验装置，其特征在于，包括：隔离筒，所述隔离筒的第一端具有用于安装试验体的安装位和用于敞开试验体的第一端面的下敞口，所述安装位设有隔热密封垫，所述隔离筒的第二端敞开且具有连接法兰；转接法兰，所述转接法兰与所述连接法兰相连，且用于连接金属软管；加热体，所述加热体安装于所述隔离筒内，且所述加热体的第一端面用于与所述试验体的第二端面贴合，所述加热体具有沿轴向的加热孔；加热器，所述加热器安装于所述加热孔；压装法兰，所述压装法兰压装在所述加热体的第二端面上，且通过螺纹连接件与所述隔离筒的第一端可拆卸地相连。

【技术特征摘要】
1.一种临界热流密度增强试验装置，其特征在于，包括：隔离筒，所述隔离筒的第一端具有用于安装试验体的安装位和用于敞开试验体的第一端面的下敞口，所述安装位设有隔热密封垫，所述隔离筒的第二端敞开且具有连接法兰；转接法兰，所述转接法兰与所述连接法兰相连，且用于连接金属软管；加热体，所述加热体安装于所述隔离筒内，且所述加热体的第一端面用于与所述试验体的第二端面贴合，所述加热体具有沿轴向的加热孔；加热器，所述加热器安装于所述加热孔；压装法兰，所述压装法兰压装在所述加热体的第二端面上，且通过螺纹连接件与所述隔离筒的第一端可拆卸地相连。2.根据权利要求1所述的临界热流密度增强试验装置，其特征在于，所述隔离筒包括：隔离套，所述隔离套的第一端敞开；支撑法兰，所述支撑法兰与所述隔离套的下端的螺纹连接，所述支撑法兰与所述螺纹连接件相连，所述安装位和所述下敞口设于所述支撑法兰。3.根据权利要求2所述的临界热流密度增强试验装置，其特征在于，所述支撑法兰具有朝向所述加热体的多级台阶型的支撑凹槽，所述支撑凹槽限定出所述安装位，所述隔热密封垫具有阶梯型的外周面且安装于所述支撑凹槽，所述隔热密封垫与所述支撑凹槽至少在两个相互垂直的面抵压。4.根据权利要求1所述的临界热流密度增强试验装置，其特征在于，所述压装法兰为环形，所述压装法兰的中心孔用于避让所述加热体的加热孔，所述压装法兰设有多个沿周向间隔开分布的通孔，所述通孔环绕在所述加热体的外周，且与所述加热体的周壁间隔开，所述螺纹连接件贯穿所述通孔。5.根据权利要求1所述的临界热流密度增强试验装置，其特征在于，所述压装法兰的外径小于所述隔离筒的内径，且所述压装法兰的外周设有多个缺口。6.根据权利要求1所述的临界热流密度增强试验装置，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：田道贵，陈炼，张祥，张蕾，江斌，常华健，
申请(专利权)人：国核华清北京核电技术研发中心有限公司，国家电投集团科学技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11