一种液态铅铋合金7棒束组件流动换热实验装置及实验方法制造方法及图纸

一种液态铅铋合金7棒束组件流动换热实验装置及实验方法，该装置包括下部联箱、六角套管、耐高温加热元件以及上部膨胀箱等。能够在真实的环境下模拟小型铅铋堆燃料组件热工水力特性，研究不同入口温度，不同流速，不同热流密度等热工参数对于流动换热特性的影响。该实验装置还设计有大量压力，压差，温度测点，其中对于壁温的测量采取多根热电偶紧箍在加热元件表面与镶嵌在加热元件内壁面的方式，同时采取两种不同的壁面温度修正方式获得更加准确的壁面温度，对于研究换热关系式意义重大。实验装置可以在较宽的热工参数范围内运行并获得大量精准的试验数据，以便更加深入地开展液态铅铋合金流动换热特性的实验和理论研究。态铅铋合金流动换热特性的实验和理论研究。态铅铋合金流动换热特性的实验和理论研究。

【技术实现步骤摘要】
一种液态铅铋合金7棒束组件流动换热实验装置及实验方法


[0001]本专利技术属于核反应堆热工水力实验研究
，具体涉及一种液态铅铋合金7棒束组件流动换热实验装置及实验方法。

技术介绍

[0002]铅冷快堆能够被选为第四代先进核能系统中的优先发展堆型，表明了核能领域对铅冷快堆安全性和经济性的认可和肯定，因此对于铅铋反应堆堆芯热工水力现象的研究十分重要。但是，液态铅铋燃料棒束组件的流动换热特性实验数据极其匮乏；尽管国际上现存很多液态金属(钠、钠
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钾、汞或铅等)的流动换热关系式，但是并没有指出其对于其他液态金属的适用程度；拟合来源的实验大部分在六七十年代开展，而且对于实验条件并没有详细的描述，比如加热元件的固定方式，加热元件表面氧化浸润等等。因此对于液态铅铋冷却的燃料组件，很难选择合适的热工水力关系式。典型的液态金属反应堆堆芯由近百个燃料组件组成，每个燃料组件又由上百个燃料元件组成，一个完整的堆芯的热工水力分析需要知道整个堆芯内流场分布、温度场分布和压降的大小，但是进行堆芯1：1实验代价太大。所以需要针对一个简单组件进行实验，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种液态铅铋合金7棒束组件流动换热实验装置,其特征在于：所述实验装置包括流道本体模块，功率加载模块和夹装固定模块；所述流道本体模块包括进口管(1)、下部联箱(4)、法兰连接装置(8)、电气安装预留箱引出管(5)、电气安装预留箱(6)、电气安装预留箱热电偶引出端及固定卡套(7)、六边形流道(9)、六角套管(11)、进口压力测量引压管(12)、引压缩径管与差压变送器接口法兰(13)、差压变送器接口(14)、内边角子通道流体温度测量热电偶引出端及固定卡套(16)、上部膨胀箱(18)、出口热电偶测量引出卡套(19)和出口管(20)；其中，进口管(1)一端连接下部联箱(4)，一端连接预热段出口段；下部联箱(4)通过法兰连接装置(8)和六角套管(11)固定连接，上部膨胀箱(18)和六角套管(11)也通过法兰连接装置固定连接，出口管(20)连接上部膨胀箱(18)；电气安装预留箱引出管(5)一端连接临近下部联箱(4)的六角套管(11)端部侧面，一端连接电气安装预留箱(6)，电气预留箱热电偶引出端及固定卡套(7)固定在电气安装预留箱(6)表面；六边形流道(9)上游距离入口L1位置处设置有进口压力测量引压管(12)，一端连接六角套管(11)，一端连接引压缩径管与差压变送器接口法兰(13)，引压缩径管与差压变送器接口法兰(13)通过差压变送器接口(14)与差压变送送器测量接管相连；六边形流道(9)位于六角套管(11)中心，是由六角套管(11)内部区域与加热元件(15)外部区域形成的，内边角子通道流体温度测量热电偶引出端及固定卡套(16)固定在六角套管(11)上；出口热电偶测量引出卡套(19)固定在上部膨胀箱(18)上；所述功率加载模块主要就是7根加热元件(15)组成，电加热元件(15)由氧化镁包层(15
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2)、位于氧化镁包层(15
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2)内的耐高温电阻丝(15
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1)、氧化镁包层(15
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2)、电源引线(15
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3)、包裹在氧化镁包层(15
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2)外部的铠装外包壳(15
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4)以及位于耐高温电阻丝(15
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1)两端并从加热元件(15)底部引出的电源引线(15
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3)组成，在铠装外包壳内壁面布置多根热电偶用于测量加热元件(15)壁面温度，加热元件(15)从下部联箱(4)底部进入依次穿过下部联箱(4)、六角套管(11)、定位格架(17)，采用密封结构进行密封连接，密封结构的密封环采用紫铜进行制作；加热元件(15)内壁面热电偶和加热元件内部耐高温电阻丝引线(2)从加热元件底部抽出分别与数据采集单元和外接功率调节单元连接；7根加热元件(15)用于模拟液态铅铋合金7棒束组件，作为实验段的核心部分，加热元件(15)和六边形流道(9)的接触面上进行抛光和磨床加工以降低表面粗糙度来减少表面接触热阻以及进行磨床加工提高加热元件直线度来提高加热功率的均匀性；加热元件(15)外壁面温度的测量采用多根热电偶固定在加热元件(15)表面，热电偶铠装及引线沿着加热元件(15)表面从电气安装预留箱引出管(5)、电气安装预留箱(6)、电气预留箱热电偶引出端及固定卡套(7)引出；对加热元件(15)内外壁面的温度的测量为了保证壁面温度测量的准确性，同时便于比较那种壁面温度的测量方法合适；所述夹装固定模块由定位格架(17)和固定支架(10)组成，定位格架(17)设置在加热元件(15)末端，定位格架(17)固定在六角套管(11)内壁面，实验段整体用两个固定支架(10)在实验装置不同高度上进行固定。2.根据权利要求1所述的一种液态铅铋合金7棒束组件流动换热实验装置,其特征在于：所述实验装置中的六角套管(11)、进口管(1)、出口管(20)、下部联箱(4)、上部膨胀箱(18)、电气安装预留箱引出管(5)、进口压力测量引压管(12)外表面均包覆有硅酸铝保温层，以及缠绕在硅酸铝保温层内的加热丝，加热丝用于提供损失的热量，起到良好的热绝缘
保温作用。3.根据权利要求1所述的一种液态铅铋合金7棒束组件流动换热实验装置,其特征在于：所述六边形流道(9)进口位于下部联箱(4)侧面，出口位于上部膨胀箱(18)顶端，并在进...

【专利技术属性】
技术研发人员：张大林，刘杰，王成龙，田文喜，苏光辉，秋穗正，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：