模拟压水堆燃料表面污垢沉积和硼析出的试验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种模拟压水堆燃料表面污垢沉积和硼析出的试验装置。该试验装置包括：加料箱、储液罐、离子交换柱、高压泵、预热器、反应釜及冷凝器。加料箱能实现实验药剂在线加料；离子交换柱能有效地去除试验溶液中的杂离子，避免杂离子对模拟试验的干扰；预热器及电加热棒对试验溶液加热，模拟压水堆运行状态；控制冷凝器及反应釜中的电加热棒，能实现试验装置快速降温，缩短模拟试验时间。通过上述试验装置能够缩短模拟压水堆燃料表面污垢沉积及硼析出的试验时间，一般在两周内可完成模拟样品的制备。同时相对于直接检测压水堆燃料表面污垢，上述试验装置不仅能够降低试验成本，还能够避免试验的放射性风险。还能够避免试验的放射性风险。还能够避免试验的放射性风险。

【技术实现步骤摘要】
模拟压水堆燃料表面污垢沉积和硼析出的试验装置


[0001]本技术涉及压水堆分析
，具体涉及一种模拟压水堆燃料表面污垢沉积和硼析出的试验装置。

技术介绍

[0002]在压水堆功率运行期间，一回路系统中材料的腐蚀产物会在燃料表面沉积形成污垢，引起冷却剂中硼酸在污垢内部析出，造成局部功率分布异常，影响反应堆的安全性和经济性。直接对压水堆燃料表面污垢进行检测的成本高昂，且需要考虑放射性风险，因此压水堆燃料表面污垢相关检测数据非常有限。而按照压水堆实际运行时间(一个循环时长12或18个月)对污垢和硼析出进行模拟试验，虽放射性风险降低，但耗时长且成本仍很高。

技术实现思路

[0003]基于此，有必要提供一种试验时间较短且成本较低的模拟压水堆燃料表面污垢沉积和硼析出的试验装置。
[0004]本技术提供了一种模拟压水堆燃料表面污垢沉积和硼析出的试验装置，包括：
[0005]加料箱，用于储存试验药剂；
[0006]储液罐，用于储存试验溶液，所述储液罐的第一进液口与所述加料箱的出液口连接，以通过所述加料箱对所述储液罐进行在线加料；
[0007]离子交换柱，所述离子交换柱的进液口与所述储液罐的出液口连接，所述离子交换柱的出液口与所述储液罐的第二进液口连接，用于对来自所述储液罐中的试验溶液进行离子交换，以去除所述试验溶液的杂离子，同时经过所述离子交换柱除杂处理之后的溶液通过回路返回至所述储液罐中；
[0008]预热器，所述预热器的进液口与所述储液罐的出液口连接，用于加热来自所述储液罐中的试验溶液；
[0009]高压泵，所述高压泵设于所述储液罐与所述预热器之间的连接管路上，用于对所述试验溶液加压；
[0010]反应釜，所述反应釜用于模拟压水堆运行状态；其中，所述反应釜包括：反应釜釜体、中空锆管及电加热棒；所述中空锆管设置于所述反应釜釜体内；所述电加热棒嵌套于所述中空锆管的空腔中，所述反应釜釜体的进液口与所述预热器的出液口连接；及
[0011]冷凝器，所述冷凝器的进液口与所述反应釜釜体的出液口连接，所述冷凝器的出液口与所述储液罐的第二进液口连接，以用于冷却所述反应釜的流出液和将冷却的溶液返回至所述储液罐中。
[0012]在其中一些实施例中，所述模拟压水堆燃料表面污垢沉积和硼析出的试验装置还包括：
[0013]热交换器，所述热交换器的第一进液口与所述高压泵的出液口连接，所述热交换
器的第一出液口与所述预热器的进液口连接，以将经热交换器的试验溶液转入至预热器中预热；所述热交换器的第二进液口与所述反应釜釜体的出液口连接，用于使经所述高压泵加压的所述试验溶液与所述反应釜的流出液发生热交换，所述热交换器的第二出液口与所述冷凝器的进液口连接。
[0014]在其中一些实施例中，所述模拟压水堆燃料表面污垢沉积和硼析出的试验装置还包括：
[0015]功率控制器，所述功率控制器与所述电加热棒连接，用于控制所述电加热棒的加热功率。
[0016]在其中一些实施例中，所述模拟压水堆燃料表面污垢沉积和硼析出的试验装置还包括：
[0017]热电偶，所述热电偶的测量端设置于所述反应釜釜体与所述中空锆管之间，用于测量所述反应釜内的温度。
[0018]在其中一些实施例中，所述模拟压水堆燃料表面污垢沉积和硼析出的试验装置还包括：
[0019]背压阀，所述背压阀设置于所述冷凝器的出液口及所述储液罐的第二进液口之间，用于控制由所述冷凝器流入所述储液罐的溶液的压力。
[0020]在其中一些实施例中，所述模拟压水堆燃料表面污垢沉积和硼析出的试验装置还包括：
[0021]稳压器，所述稳压器设置于所述高压泵的出液口，用于减缓所述高压泵造成的压力波动。
[0022]在其中一些实施例中，所述模拟压水堆燃料表面污垢沉积和硼析出的试验装置还包括：
[0023]压力表，所述压力表设置于所述高压泵的出液口，用于监测所述高压泵出液口的压力。
[0024]在其中一些实施例中，所述模拟压水堆燃料表面污垢沉积和硼析出的试验装置还包括：
[0025]安全阀，所述安全阀设置于所述高压泵的出液口，用于保护装置运行安全。
[0026]在其中一些实施例中，所述储液罐的进气口用于与气源连接，以控制所述试验溶液中的溶解氧。
[0027]在其中一些实施例中，所述模拟压水堆燃料表面污垢沉积和硼析出的试验装置还包括：
[0028]溶解氧检测器，用于检测所述储液罐中的所述试验溶液的溶解氧浓度；所述溶解氧检测器的进液口与所述储液罐的出液口连接，所述溶解氧检测器的出液口与所述储液罐的第二进液口连接。
[0029]上述模拟压水堆燃料表面污垢沉积和硼析出的试验装置包括加料箱、储液罐、离子交换柱、高压泵、预热器、反应釜及冷凝器。通过设置加料箱能够实现试验药剂在线加料；离子交换柱能够有效地去除试验溶液中的杂离子，避免杂离子对模拟试验的干扰；通过预热器及电加热棒对试验溶液加热，能够有效模拟压水堆中的运行状态；通过控制冷凝器及高压泵，能够实现试验装置的快速降温，快速实现污垢在锆管表面的沉积以及硼元素的析
出，模拟压水堆燃料表面的污垢沉积行为及硼析出情况，缩短模拟试验时间。通过上述模拟压水堆燃料表面污垢沉积和硼析出的试验装置能够缩短模拟压水堆燃料表面污垢沉积及硼析出的试验时间，一般在两周内可完成模拟样品的制备。同时相对于直接检测压水堆燃料表面污垢，上述试验装置不仅能够降低试验成本，还能够避免试验的放射性风险。
附图说明
[0030]图1为一实施方式的模拟压水堆燃料表面污垢沉积和硼析出的试验装置的结构示意图；
[0031]图2为图1中反应釜的截面结构示意图；
[0032]附图标记：1、加料箱；2、储液罐；3、离子交换柱；4、高压泵；5、预热器；6、反应釜；601、反应釜釜体；602、中空锆管；603、电加热棒；7、冷凝器；8、热交换器；9、功率控制器；10、热电偶；11、循环泵；12、加料泵。
具体实施方式
[0033]为了便于理解本技术，下面将参照相关附图对本技术进行更全面的描述。附图中给出了本技术的较佳实施例。但是，本技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本技术的公开内容的理解更加透彻全面。本技术的描述中，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技术和简化描述，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技术的限制。
[0034]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种模拟压水堆燃料表面污垢沉积和硼析出的试验装置，其特征在于，包括：加料箱，用于储存试验药剂；储液罐，用于储存试验溶液，所述储液罐的第一进液口与所述加料箱的出液口连接，以通过所述加料箱对所述储液罐进行在线加料；离子交换柱，所述离子交换柱的进液口与所述储液罐的出液口连接，所述离子交换柱的出液口与所述储液罐的第二进液口连接，用于对来自所述储液罐中的试验溶液进行离子交换，以去除所述试验溶液的杂离子，同时经过所述离子交换柱除杂处理之后的溶液通过回路返回至所述储液罐中；预热器，所述预热器的进液口与所述储液罐的出液口连接，用于加热来自所述储液罐中的试验溶液；高压泵，所述高压泵设于所述储液罐与所述预热器之间的连接管路上，用于对所述试验溶液加压；反应釜，所述反应釜用于模拟压水堆运行状态；其中，所述反应釜包括：反应釜釜体、中空锆管及电加热棒；所述中空锆管设置于所述反应釜釜体内；所述电加热棒嵌套于所述中空锆管的空腔中，所述反应釜釜体的进液口与所述预热器的出液口连接；及冷凝器，所述冷凝器的进液口与所述反应釜釜体的出液口连接，所述冷凝器的出液口与所述储液罐的第二进液口连接，以用于冷却所述反应釜的流出液和将冷却的溶液返回至所述储液罐中。2.根据权利要求1所述的模拟压水堆燃料表面污垢沉积和硼析出的试验装置，其特征在于，还包括：热交换器，所述热交换器的第一进液口与所述高压泵的出液口连接，所述热交换器的第一出液口与所述预热器的进液口连接，以将经热交换器的试验溶液转入至预热器中预热；所述热交换器的第二进液口与所述反应釜釜体的出液口连接，用于使经所述高压泵加压的所述试验溶液与所述反应釜的流出液发生热交换，所述热交换器的第二出液口与所述冷凝器的进液口连接。3.根据权利要求1所述的模拟压水堆燃料表面污...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒙舒祺，阮天鸣，胡艺嵩，胡友森，廖家鹏，金德升，毛玉龙，严亚伦，卢向晖，
申请(专利权)人：中广核研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：