一种法向载荷微动磨蚀研究装置制造方法及图纸

本发明专利技术提出了一种法向载荷微动磨蚀研究装置，涉及微动磨蚀研究装置技术领域。包括相互连接的熔融罐体和实验罐体，其内部分别形成熔融腔和实验腔；所述实验罐体位于所述熔融罐体的上方，并分别通过输送管路和连接管路将熔融腔和实验腔连通，且所述连接管路设置有控制器通断的阀门；所述实验罐体内设样件夹具组件，所述熔融腔内还填充有实验工质，并向熔融罐体中通入高压气体时，能够将实验工质由输送管路导入实验罐体内；其能够明晰微动磨蚀机制，理清微动磨蚀与流致振动耦合关系，确定关键影响因素，进而构建微动磨蚀预测模型，从而为燃料组件安全分析与设计提供参考。为燃料组件安全分析与设计提供参考。为燃料组件安全分析与设计提供参考。

【技术实现步骤摘要】
一种法向载荷微动磨蚀研究装置


[0001]本专利技术涉及微动磨蚀研究装置
，具体而言，涉及一种法向载荷微动磨蚀研究装置。

技术介绍

[0002][0003]为顺应核能系统经济性、安全性和持续性的发展目标，第四代核能系统国际论坛选定铅基冷堆等六种最具发展潜力的堆型组成第四代反应堆系统。铅冷快堆(Lead
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CooledFastReactorSystem，LFR)是采用铅或低熔点铅铋合金(LeadBismuthEutectic,LBE)冷却的快中子堆；考虑到铅铋合金具有良好的热物理性质以及较为成熟的技术基础，中科院ADS专项第一阶段铅基研究反应堆CLEAR
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I选择铅铋合金作为冷却剂，开展了中子学、热工水力学、安全性等一系列研究。
[0004]不同于传统压水堆堆芯中燃料棒采用格架定位，CLEAR
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I堆芯组件参考方案采用快堆普遍采用的六边形组件，棒束结构采用三角形排列并用金属绕丝螺旋缠绕在燃料棒上。绕丝结构将带来强烈的横向流，有利于冷却剂在各子通道间的混合，致使通道内流体流动较为均匀，有效增强流动换热能力，降低包壳峰值温度。
[0005]而在反应堆实际运行过程中，冷却剂不断冲刷燃料组件，燃料棒受其扰动而发生微幅振动，即为流致振动现象。而这种微幅振动又会导致结构部件间发生微幅的摩擦、冲击等相互作用，从而对材料造成损伤，这便是微动磨损；微动磨损现象往往是伴随流致振动现象出现的，其导致的事故案例也有很多，例如：加拿大道格拉斯角、意大利特里诺蒸汽发生器管破损事故；日本文殊实验堆钠蒸汽泄露事故；2021年台山核电站燃料棒破损事故等。
[0006]综上所述，有必要针对铅铋环境下绕丝定位燃料棒及组件开展微动磨蚀特性研究；由此如何设计一种法向载荷微动磨蚀研究装置是我们目前迫切需要解决的。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供一种法向载荷微动磨蚀研究装置，其能够明晰微动磨蚀机制，理清微动磨蚀与流致振动耦合关系，确定关键影响因素，进而构建微动磨蚀预测模型，从而为燃料组件安全分析与设计提供参考。
[0008]本专利技术的实施例是这样实现的：
[0009]本申请实施例提供了一种法向载荷微动磨蚀研究装置，其包括相互连接的熔融罐体和实验罐体，其内部分别形成熔融腔和实验腔；所述实验罐体位于所述熔融罐体的上方，并分别通过输送管路和连接管路将熔融腔和实验腔连通，且所述连接管路设置有控制器通断的阀门；所述实验罐体内设样件夹具组件，所述熔融腔内还填充有实验工质，并向熔融罐体中通入高压气体时，能够将实验工质由输送管路导入实验罐体内。
[0010]在本专利技术的一些实施例中，上述所述样件夹具组件包括对称设置在所述实验罐体两侧并伸入熔融腔内的连接安装部；所述连接安装部包括连接部和固定法兰，且连接部和
固定法兰之间通过螺栓固定；
[0011]所述连接部内均设置有活动空腔，且活动空腔均沿所述连接部的轴线方向设置，且活动空腔内均活动连接有活动夹具组件。
[0012]在本专利技术的一些实施例中，上述所述活动夹具组件包括依次连接的活动盘、连接件和对比样件夹具，所述活动盘位于所述活动空腔内，并与其内部滑动配合，所述连接件伸出活动空腔的一端位于实验腔内，并与所述对比样件夹具固接；两所述对比样件夹具正对设置，且之间形成夹持腔；
[0013]两所述活动盘分别连接有对比样件固定杆和法向载荷促动器。
[0014]在本专利技术的一些实施例中，上述所述连接件的外壁设置有用于实现与连接安装部之间密封的多级密封套件，且沿所述连接件的长度方向设置。
[0015]在本专利技术的一些实施例中，上述所述熔融罐体和所述实验罐体的顶端均设置有与其内部连通的排气管路。
[0016]在本专利技术的一些实施例中，上述所述熔融罐体和所述实验罐体均设置有若干用于加热其内部的加热棒。
[0017]在本专利技术的一些实施例中，上述所述熔融罐体和所述实验罐体均设置有若干用于加热其内部的加热棒。
[0018]在本专利技术的一些实施例中，上述若干所述加热棒分别位于所述熔融罐体和所述实验罐体的侧壁和底端，并分别沿所述熔融罐体的侧壁和所述实验罐体的底端均匀分布。
[0019]在本专利技术的一些实施例中，上述所述实验工质为铅铋合金熔液。
[0020]相对于现有技术，本专利技术的实施例至少具有如下优点或有益效果：
[0021]通过该研究装置，可以开展多种法向载荷微动磨蚀实验研究，模拟法向载荷微动磨损耦合液态铅铋合金腐蚀下的微动磨蚀现象，从而获得可信的法向载荷微动磨蚀结果，明晰法向载荷微动磨蚀机理，建立法向载荷微动磨蚀预测模型；为了实现铅铋环境下的特定微动磨蚀实验，获得磨蚀体积与磨蚀深度，根据这些实验结果可获得磨蚀系数。
[0022]由于铅铋快堆中存在微动磨损现象，这个现象可能会对反应堆内的部件造成超额的损坏，而影响到反应堆的寿命，而通过此装置模拟出铅铋环境下的特定微动磨蚀，以获得磨蚀系数，以达到预测和提高反应堆的寿命的目的，同时明晰微动磨蚀机制，理清微动磨蚀与流致振动耦合关系，确定关键影响因素，进而构建微动磨蚀预测模型，从而为燃料组件安全分析与设计提供参考。
[0023]在实际使用时，通过夹具组件将样件夹持，再将实验工质放入熔融罐内，并将实验工质加热到固定温度的液体状态，然后通过输送管路输运至实验腔，实验腔内也有加热棒进行保温。
[0024]实验腔内实验环境稳定后，启动微动促动装置(法向微动促动装置)，带动实验件做法向微动，从而实现实验样件不同方式的摩擦行为，在完成一定摩擦工况后，测量摩擦导致的磨损结果，以达到实验目的。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对
范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0026]图1为本专利技术实施例中熔融罐体与实验罐体的连接示意图；
[0027]图2为本专利技术实施例中两连接安装部的连接示意图；
[0028]图3为本专利技术实施例中两连接安装部连接的剖视图；
[0029]图4为本专利技术实施例中加热棒的结构示意图。
[0030]图标：1、熔融罐体；2、实验罐体；3、输送管路；4、连接管路；5、连接部；6、固定法兰；7、活动空腔；8、活动盘；9、连接件；10、对比样件夹具；11、夹持腔；12、对比样件固定杆；13、法向载荷促动器；14、多级密封套件；15、排气管路；16、加热棒；17、引压管。
具体实施方式
[0031]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种法向载荷微动磨蚀研究装置，其特征在于，包括相互连接的熔融罐体和实验罐体，其内部分别形成熔融腔和实验腔；所述实验罐体位于所述熔融罐体的上方，并分别通过输送管路和连接管路将熔融腔和实验腔连通，且所述连接管路设置有控制器通断的阀门；所述实验罐体内设样件夹具组件，所述熔融腔内还填充有实验工质，并向熔融罐体中通入高压气体时，能够将实验工质由输送管路导入实验罐体内。2.根据权利要求1所述的一种法向载荷微动磨蚀研究装置，其特征在于，所述样件夹具组件包括对称设置在所述实验罐体两侧并伸入熔融腔内的连接安装部；所述连接安装部包括连接部和固定法兰，且连接部和固定法兰之间通过螺栓固定；所述连接部内均设置有活动空腔，且活动空腔均沿所述连接部的轴线方向设置，且活动空腔内均活动连接有活动夹具组件。3.根据权利要求2所述的一种法向载荷微动磨蚀研究装置，其特征在于，所述活动夹具组件包括依次连接的活动盘、连接件和对比样件夹具，所述活动盘位于所述活动空腔内，并与其内部滑动配合，所述连接件伸出活动空腔的一端位于实验腔内，并与所述对比样件夹具固接；两所...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈德奇，刘海东，刘汉周，汪宁远，蒲星武，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：