【技术实现步骤摘要】
一种压水堆燃料棒表面污垢物质沉积实验装置及方法
[0001]本专利技术属于核动力设备性能验证性实验研究
,具体涉及一种压水堆燃料棒表面污垢物质沉积实验装置及方法。
技术介绍
[0002]随着世界化石燃料储量的不断减少,核能成为了重点发展的清洁能源之一,核电站的数量也在逐年增加,其中压水堆核电站是占比最多的一种核电站。但是压水堆堆芯处于高温、高压、高辐照的恶劣环境,随着压水堆的不断运行,由于冷却剂中的细小碎片迁移、硼转化、水电离、金属离子水解等原因,冷却剂中会产生污垢物质,污垢物质由布朗运动、分子扩散和粒子惯性等几种作用下被输运到包壳表面,最终在包壳表面发生污垢沉积现象。污垢在包壳表面沉积会导致热阻增加,使得燃料棒局部温度过高;由于污垢表面粗糙,会增加汽化核心,引发沸腾危机;硼在污垢中沉积还会影响中子分布从而造成堆芯轴向功率偏移;由于污垢成分复杂,污垢在燃料棒包壳表面沉积会使得包壳晶体结构发生变化,导致燃料棒包壳局部发生腐蚀,存在包壳破裂的潜在风险,威胁包壳完整性。
[0003]因此准确阐释压水堆燃料棒表面污垢物质沉积的机理和行为预测,对提高压水堆核电站的经济性和安全性具有重要的理论意义和工程价值,但目前压水堆燃料棒表面污垢物质沉积机理的相关研究较少,无法准确对压水堆燃料棒表面污垢物质沉积行为进行预测。
技术实现思路
[0004]为准确解释压水堆燃料棒表面污垢物质沉积行为,弥补压水堆燃料棒表面污垢物质沉积机理研究短板,本专利技术的目的在于提供一种压水堆燃料棒表面污垢物质沉积实验装置及方法, ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种压水堆燃料棒表面污垢物质沉积实验装置,其特征在于:包括主回路系统、测量系统、离子浓度控制系统和电加热系统;所述主回路系统由高压反应釜(1)、回热器(2)、冷凝器(3)、主水箱(4)、高压柱塞泵(5)、一号流量计(6
‑
1)和预热段(7)组成,高压反应釜(1)内部布置一根电加热棒(21)用于模拟压水堆燃料棒,高压反应釜(1)出口连接至回热器(2)壳侧,而后依次连接冷凝器(3)、主水箱(4)、高压柱塞泵(5)、回热器(2)管侧、预热段(7),预热段(7)出口连接高压反应釜(1)的入口,在高压柱塞泵(5)出口设置一号流量计(6
‑
1)和一号电动调节阀(22
‑
1);所述测量系统由温度传感器(8)、压力传感器(9)和离子浓度检测计(10)组成,温度传感器(8)布置在预热段(7)出口、高压反应釜(1)出口、回热器(2)出口和冷凝器(3)出口,压力传感器(9)布置在预热段(7)出口、高压反应釜(1)出口和高压柱塞泵(5)进口和出口,离子浓度检测计(10)布置在主水箱(4)进口和出口;所述离子浓度控制系统由补水箱(11)、离子补充液箱(12)、一号补水泵(13
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1)、二号补水泵(13
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2)、过滤器(14)、二号流量计(6
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2)、三号流量计(6
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3)、搅拌装置(16)、排污阀(17)和排污水箱(18)组成,补水箱(11)依次连接一号补水泵(13
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1)、过滤器(14)、二号电动调节阀(22
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2)、二号流量计(6
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2)和主水箱(4),离子补充液箱(12)依次连接二号补水泵(13
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2)、三号电动调节阀(22
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3)、三号流量计(6
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3)和主水箱(4),主水箱(4)内布置一个搅拌装置(16),主水箱(4)通过排污阀(17)连接排污水箱(18);所述电加热系统由直流电源(19)和可变功率变压器(20)组成,直流电源(19)输出恒定功率至高压反应釜(1)内的电加热棒(21),可变功率变压器(20)输出恒定功率至预热段(7)。2.根据权利要求1所述的一种压水堆燃料棒表面污垢物质沉积实验装置,其特征在于:实验装置为开式回路系统,连接大气的主水箱(4)内为常温常压水,通过高压柱塞泵(5)对常温常压水加压,通过回热器(2)和预热段(7)对工质水加热,使得高压反应釜(1)内为高温高压水,再通过回热器(2)和冷凝器(3)将高温高压水冷却至常温,通过减压阀(15)将常温高压水降至常压。3.根据权利要求1所述的一种压水堆燃...
【专利技术属性】
技术研发人员:章静,马翊超,李悦,巫英伟,王明军,贺亚男,田文喜,秋穗正,苏光辉,
申请(专利权)人:西安交通大学,
类型:发明
国别省市:
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