【技术实现步骤摘要】
多功能钠冷快堆碎片床模拟装置及光折射补偿测量方法
[0001]本专利技术涉及的是一种核反应堆控制领域的技术，具体是一种用于模拟整个碎片床形成、 平整、干涸连续过程的钠冷快堆碎片床模拟装置及光折射补偿测量方法。
技术介绍
[0002]第四代核反应堆具有消耗贫铀实现燃料增殖、嬗变长寿命放射性废物优点，使得钠冷快 堆成为颇具发展前景的第四代反应堆堆型。在钠冷快堆发生堆芯解体事故时，堆芯燃料破碎熔 化后与冷却剂发生相互作用，凝固和分散成颗粒状碎片，碎片在下腔室结构表面沉积并形成碎 片床，床内冷却剂在碎片床颗粒衰变热的作用下发生沸腾，使得熔融物颗粒在蒸汽和液体对流 的共同作用下发生迁移过程，使得碎片床的形状发生变化，从而对碎片床可冷却性能力产生影 响。因此，对钠冷快堆解体事故碎片床的形成与迁移机理、碎片床可冷却性进行研究，有利于 钠冷快堆严重事故管理导则的制定与应对。现有技术在模拟钠冷快堆碎片床迁移及可冷却性研 究过程中大多是人为搭建碎片床，此时碎片床的孔隙率分布与实际反应堆孔隙率分布差异较大， 形成与可冷却性结果与实际反应堆情况存在...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种多功能钠冷快堆碎片床模拟装置，其特征在于，包括：实验装置支撑平台以及设置于其上的可伸缩式支撑平台、数据采集系统、碎片床颗粒释放系统、干燥颗粒收集系统、可视化碎片床颗粒容器、光折射补偿容器、碎片床加热和注气混合系统，其中：光折射补偿容器位于可视化碎片床颗粒容器外部且整体设置于可伸缩式支撑平台内，碎片床颗粒释放系统位于可伸缩式支撑平台上方并正对可视化碎片床颗粒容器，碎片床加热系统和干燥颗粒收集系统依次设置于实验装置支撑平台下放且碎片床加热系统与可视化碎片床颗粒容器相连，干燥颗粒收集系统与注气系统相连；所述的碎片床加热系统包括：不锈钢板、加热板、绝缘板、热电偶和控制柜，其中：热电偶设置于不锈钢板上，加热板采用定制的中心开孔结构并与不锈钢板相连，中心可以插入注气管线；通过与不锈钢板开槽内热电偶联合使用，利用热电偶温差及距离计算得到输入到碎片床的准确实时热量。2.根据权利要求1所述的多功能钠冷快堆碎片床模拟装置，其特征是，所述的干燥颗粒收集系统包含碎片床颗粒收集箱及螺旋加热管道，管道内部包含螺旋通道，通道焊接在主轴上，可以人工旋转主轴或者将主轴连接到可调转速电机进行旋转排出碎片床颗粒，通道外部缠有电阻丝进行加热，同时在排放碎片床颗粒时，注气系统可以通过滤网注入热空气加快碎片床颗粒的干燥，从而使实验碎片床颗粒快速干燥，方便储存和防止潮湿颗粒对下一次实验的干扰。3.根据权利要求1所述的多功能钠冷快堆碎片床模拟装置，其特征是，所述的光折射补偿容器和可视化碎片床颗粒容器均由透明材料制成，容器形状为圆柱体或不规则体以利用光折射补偿容器进行修正，所容纳颗粒包括玻璃、不锈钢、氧化铝、铅、二氧化铀、砂砾，所容纳液体包括水、油、酒精。4.根据权利要求1所述的多功能钠冷快堆碎片床模拟装置，其特征是，所述的碎片床颗粒释放系统，包括：释放容器、设置于其中的提拉杆以及与提拉杆依次相连的提拉体、滚珠丝杠和电机，其中：提拉杆的尾部与滚珠丝杠杆相连接并通过电机带动滚珠丝杠将提拉杆提升。5.根据权利要求1所述的多功能钠冷快堆碎片床模拟装置，其特征是，所述的注气系统包括：内置模拟气体的气瓶、气排、流量计、阀门和管道，其中：与螺旋加热管道相连接处布置滤网，可以防止颗粒进入注气管线以及可以在颗粒收集时注入热气加速颗粒干燥。6.根据权利要求1所述的多功能钠冷快堆碎片床模拟装置，其特征是，所述的数据采集系统，包括：可视化速度场采集系统、调频的高速摄像机、温度采集系统、功率采集系统、流量采集系统和压差采集系统，其中：可视化图片采集系统采集碎片床形成与平整过程的速度场图像信息并输出至PIV后处理软件中进行速度场后处理，高速摄像机采集形成与平整的角度图像信息并输出至电脑处理平台，温度采集系统分别采集加热板热电偶温度、碎片床水温、碎片床温度并输出至NI数采系统，功率采集系统采集加热板加热功率并输出至控制柜仪表，流量采集系统采集注气流量、注水流量并输出至NI数采系统，压差采集系统采集碎片床各个部位之间的压力及压差信息并输出至NI数采系统。7.一种基于权利要求1～6中任一所述光折射补偿容器的光折射补偿测量方法，其特征在于，从两个不同的方向观测并构建两个...
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