本发明专利技术提供了一种用于热电转换器的加热试验装置，该加热试验装置包括：设置在热电转换器的内管内的电加热器，该电加热器用于对内管进行加热；以及设置在热电转换器的外管的外部的温度调节组件，该温度调节组件用于调节外管的温度。根据本发明专利技术的用于热电转换器的加热试验装置通过电加热器对热电转换器的内管进行加热，以将用作热电转换器的发射极的内管加热至所需的温度，并通过温度调节组件对外管的温度进行调节，由此实现对内管与外管之间的温差的调节，从而改变热电转换器的输入，并基于此对由内管与外管之间的温差的改变所引起的发电性能的差异进行研究。该加热试验装置为热电转换器的特性研究提供了可靠的试验平台。
【技术实现步骤摘要】
用于热电转换器的加热试验装置
本专利技术涉及核电领域，更具体地，涉及一种用于热电转换器的电加热试验装置。
技术介绍
热电转换器是一种利用热离子转换的方式将核反应堆产生的热能直接转换为电能的发电设备，不需要将热能转换成机械能的这一中间转换阶段。热电转换器在研发过程中需要进行大量的性能试验和寿命考验，以便对热电转换器的结构设计、材料选择、制备工艺、发电性能等进行综合评价。这些试验过程是热电转换器的研发过程中不可或缺的重要阶段，也是将热电转换器应用于工程应用的必经途径。对热电转换器进行的试验可分为堆内核燃料加热试验和堆外电加热试验，其中，堆外电加热试验是在专用试验台架上利用电加热模拟核燃料加热的条件，模拟除核燃料与热电转换器的材料的相互作用等辐照条件以外的所有运行工况。与堆内核燃料加热试验相比，堆外电加热的试验条件相对简便，试验设备易于维护，试验成本相对较低。在热电转换器的研发阶段采取堆外试验的方式充分开展性能试验和寿命考验是十分必要和有效的试验方法，其能够显著地降低热电转换器的研发成本，缩短研发周期。现有技术中少有这种用于对热电转换器进行对外电加热试验的相关试验设备。因此，为了开展特种热电转换器的堆外电加热试验，需要设计一种用于热电转换器的堆外电加热试验专用装置，为热电转换器提供堆外试验载体。
技术实现思路
为了解决上述技术问题中的至少一个方面，本专利技术的实施例提供了一种用于热电转换器的加热试验装置，该加热试验装置包括：设置在所述热电转换器的内管内的电加热器，所述电加热器用于对所述内管进行加热；以及设置在所述热电转换器的外管的外部的温度调节组件，所述温度调节组件用于调节所述外管的温度。根据本专利技术的用于热电转换器的加热试验装置通过电加热器对热电转换器的内管进行加热，以将用作热电转换器的发射极的内管加热至所需的温度，并通过温度调节组件对外管的温度进行调节，由此实现对内管与外管之间的温差的调节，从而改变热电转换器的输入，并基于此对由内管与外管之间的温差的改变所引起的发电性能的差异进行研究。根据本专利技术的用于热电转换器的加热试验装置为热电转换器的特性研究提供了可靠的试验平台。根据本专利技术的用于热电转换器的加热试验装置的一个优选的实施例，所述温度调节组件包括设置在所述热电转换器的外管的外周侧上的导热单元以及设置在所述导热单元的外周侧上的散热单元。在根据本专利技术的用于热电转换器的加热试验装置的另一个优选的实施例中，所述导热单元包括紧邻所述热电转换器的外管设置的支撑管和设置在所述支撑管的外周的导热管。根据本专利技术的用于热电转换器的加热试验装置的再一个优选的实施例，在所述支撑管的内壁与所述热电转换器的外管的外壁之间的第一间隙内充注具有恒定压力的氦气。在根据本专利技术的用于热电转换器的加热试验装置的还一个优选的实施例中，在所述加热试验装置的端部设置有恒压氦气腔室，所述恒压氦气腔室设置成与所述第一间隙流体连通。根据本专利技术的用于热电转换器的加热试验装置的又一个优选的实施例，在所述支撑管与所述导热管之间的第二间隙内充注有压力可调的氦气。在根据本专利技术的用于热电转换器的加热试验装置的另一个优选的实施例中，在所述导热管与所述散热单元之间的第三间隙内充注有压力可调的氦气。根据本专利技术的用于热电转换器的加热试验装置的再一个优选的实施例，在所述加热试验装置上设置有与所述第二间隙和所述第三间隙流体连通的压力可调氦气进气管，所述压力可调氦气进气管连接至可调压氦气源。在根据本专利技术的用于热电转换器的加热试验装置的还一个优选的实施例中，所述散热单元包括内壁和套置在所述内壁的外部的外壁，在所述内壁与所述外壁之间的散热空间内设置有冷却剂。根据本专利技术的用于热电转换器的加热试验装置的又一个优选的实施例，在所述内壁与所述外壁之间的散热空间内设置有导流机构，通过所述导流机构对冷却剂进行引导。在根据本专利技术的用于热电转换器的加热试验装置的另一个优选的实施例中，所述导流机构为设置在所述内壁与所述外壁之间的螺旋状导流管。根据本专利技术的用于热电转换器的加热试验装置的再一个优选的实施例，在所述散热单元的外壁上设置有入口部件和出口部件，分别用于冷却剂的入口和冷却剂的出口。在根据本专利技术的用于热电转换器的加热试验装置的还一个优选的实施例中，在所述支撑管的外壁中设置有凹槽，在所述凹槽中设置测温部件。根据本专利技术的用于热电转换器的加热试验装置的又一个优选的实施例，在所述加热试验装置上设置与所述测温部件电连接的接口。在根据本专利技术的用于热电转换器的加热试验装置的另一个优选的实施例中，在所述导热管的侧壁上开设有安装槽，在所述安装槽内设置有加热机构。根据本专利技术的用于热电转换器的加热试验装置的再一个优选的实施例，在所述加热试验装置上设置与所述加热机构电连接的接口。在根据本专利技术的用于热电转换器的加热试验装置的还一个优选的实施例中，所述加热试验装置还包括设置在其第一端部的加热器腔室，所述加热器腔室包围地设置在所述热电转换器和所述电加热器的端部的外部，以便将所述热电转换器的端部和所述电加热器的端部密封在所述加热器腔室中。根据本专利技术的用于热电转换器的加热试验装置的又一个优选的实施例，在所述加热器腔室的侧壁上设置有第一电极和第二电极，以便将所述电加热器的电源正极和负极引出到外部。在根据本专利技术的用于热电转换器的加热试验装置的另一个优选的实施例中，在所述加热试验装置的端部上设置有膨胀节。根据本专利技术的用于热电转换器的加热试验装置的再一个优选的实施例，在所述加热试验装置的第二端部设置有与所述内管和所述外管之间的空间流体连通的蒸汽嘴。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果中的至少一个：(1)根据本专利技术的用于热电转换器的加热试验装置能够对热电转换器进行堆外电加热试验，从而对热电转换器的性能和寿命等方面进行充分验证。(2)该加热试验装置是对热电转换器进行堆外电加热试验的载体，试验过程中将热电转换器装入加热试验装置中，利用特制的电加热器(比如为钨电加热器)代替核燃料为热电转换器提供热源，热电转换器通过根据本专利技术的加热试验装置与试验台架的相关设备相连，比如与真空系统、供铯系统、氦气供给系统、冷却系统以及动力电缆等相连，建立热电转换器发电运行所必须的工况条件。同时，热电转换器在堆外电加热试验过程中，可以通过加热试验装置中的热电偶、电流引出装置以及电位传感器等来监测工作过程中的重要参数。通过调节加热试验装置内的间隙中的氦气压力以及散热单元内冷却剂流速等运行参数，达到调节热电转换器的电输出性能的目的。由此，为热电转换器的研究提供可靠的试验平台。(3)根据本专利技术的用于热电转换器的加热试验装置替代了核燃料加热试验设备，可以有效降低热电转换器研发的试验成本，并提高了试验设备的便捷性和安全性。(4)根据本专利技术的加热试验装置为开展热电转换器的堆外电加热试验提供试验平台，从而为该型号的热电转换器的设计定型提供了试验基础。附图说明通过下文中参照附图对本专利技术本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于热电转换器的加热试验装置，其特征在于，所述加热试验装置包括：/n设置在所述热电转换器的内管内的电加热器，所述电加热器用于对所述内管进行加热；以及/n设置在所述热电转换器的外管的外部的温度调节组件，所述温度调节组件用于调节所述外管的温度。/n
【技术特征摘要】
1.一种用于热电转换器的加热试验装置，其特征在于，所述加热试验装置包括：
设置在所述热电转换器的内管内的电加热器，所述电加热器用于对所述内管进行加热；以及
设置在所述热电转换器的外管的外部的温度调节组件，所述温度调节组件用于调节所述外管的温度。
2.根据权利要求1所述的用于热电转换器的加热试验装置，其特征在于，
所述温度调节组件包括设置在所述热电转换器的外管的外周侧上的导热单元以及设置在所述导热单元的外周侧上的散热单元。
3.根据权利要求2所述的用于热电转换器的加热试验装置，其特征在于，
所述导热单元包括紧邻所述热电转换器的外管设置的支撑管和设置在所述支撑管的外周的导热管。
4.根据权利要求3所述的用于热电转换器的加热试验装置，其特征在于，
在所述支撑管的内壁与所述热电转换器的外管的外壁之间的第一间隙内充注具有恒定压力的氦气。
5.根据权利要求4所述的用于热电转换器的加热试验装置，其特征在于，
在所述加热试验装置的端部设置有恒压氦气腔室，所述恒压氦气腔室设置成与所述第一间隙流体连通。
6.根据权利要求3所述的用于热电转换器的加热试验装置，其特征在于，
在所述支撑管与所述导热管之间的第二间隙内充注有压力可调的氦气。
7.根据权利要求6所述的用于热电转换器的加热试验装置，其特征在于，
在所述导热管与所述散热单元之间的第三间隙内充注有压力可调的氦气。
8.根据权利要求7所述的用于热电转换器的加热试验装置，其特征在于，
在所述加热试验装置上设置有与所述第二间隙和所述第三间隙流体连通的压力可调氦气进气管，所述压力可调氦气进气管连接至可调压氦气源。
9.根据权利要求2所述的用于热电转换器的加热试验装置，其特征在于，
所述散热单元包括内壁和套置在所述内壁的外部的外壁，在所述内壁与所述外壁之间的散热空间内设置有冷却剂。
10.根据权利要求9所述的用于热电转换器的加热试验装置，其特征在于，
在...
【专利技术属性】
技术研发人员：雷华桢，赵振华，郑剑平，
申请(专利权)人：中国原子能科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11
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