【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及研究堆燃料辐照，具体涉及一种适用于多种介质的燃料辐照试验装置及其控制方法。
技术介绍
1、随着核能技术的不断发展，第四代核反应堆的设计与研究已逐渐成为研究焦点。其中，燃料元件作为反应堆堆芯的核心部件，对其性能的测试和验证尤为关键。在这方面，燃料与材料辐照试验成为一种可靠的研究手段，可在实际或接近实际的反应堆环境下，模拟和研究燃料元件的运行性能。
2、现有技术中，随堆辐照装置经常被用于进行这类试验，其利用气体控温系统辅助试验过程。但由于气体的热工特性，这种装置在事故发生时的冷却能力较弱。此外，不同的反应堆燃料组件辐照试验条件，如进出口温度和燃料功率，也有所不同，这给燃料辐照试验带来了更大的挑战。
3、在这背景下，涉及气体介质(例如he)、液态金属介质(例如lbe)和熔盐介质(例如氟化盐)的第四代堆型中，因为三者的热工特性存在显著的差异，要为每种介质分别建设试验回路，不仅会增加研究堆厂房的占用，还会提高对不同介质回路的维护管理的难度。
4、目前，缺乏一种能够适应多种介质，且在设计上更为经济、高效的燃料辐照试验装置。一个能够模拟多种反应堆运行环境，具备宽泛的热工调节条件，并能够简化外部试验回路设计的燃料辐照试验装置，对于推动第四代核反应堆的研究与开发具有重要意义。
5、因此，研发一种适用于多种介质的燃料辐照试验装置，以满足当前核能研究的需求，具有显著的实用价值和研究意义。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是现有试
2、本专利技术通过下述技术方案实现：
3、一种适用于多种介质的燃料辐照试验装置，包括：内置循环回路和自然循环回路，所述内置循环回路设置在装置内部，所述自然循环回路设置在装置外部；
4、所述内置循环回路包括：电加热装置、试验段、内置换热器和内置循环管路，所述电加热装置的出口与所述试验段的进口连通，所述试验段的出口与所述内置换热器的热介质进口连通，所述内置换热器的热介质出口通过所述内置循环管路与所述电加热装置的进口连通；
5、所述自然循环回路的进口与所述内置换热器的冷介质出口连通，所述自然循环回路的出口与所述内置换热器的冷介质进口连通。
6、进一步，所述内置循环回路还包括：介质品质控制系统，所述介质品质控制系统的进口和所述介质品质控制系统的出口均连接至所述内置循环管路，且所述介质品质控制系统的进口位于所述介质品质控制系统的出口的上游。
7、具体地，所述自然循环回路包括：自然散热组件、阀组控制系统和堆外循环回路，所述自然散热组件的进口与所述内置换热器的冷介质出口连通，所述自然散热组件的出口与所述阀组控制系统的进口连通，所述阀组控制系统的第一出口与所述内置换热器的冷介质进口连通，所述阀组控制系统的第二出口与所述堆外循环回路的进口连通，所述堆外循环回路的出口与所述内置换热器的冷介质进口连通。
8、可选地，所述自然散热组件设置在研究堆冷却介质内，并与所述研究堆冷却介质换热。
9、可选地，所述阀组控制系统包括：与所述自然散热组件连通的进口控制阀、与所述内置换热器连通的第一出口控制阀、与所述堆外循环回路连通的第二出口控制阀。
10、具体地，所述自然散热组件包括：外螺旋管和外直管，所述外螺旋管和所述外直管并联设置，所述外螺旋管的进口和所述外直管的进口均与所述内置换热器的冷介质出口连通，所述外螺旋管的出口和所述外直管的出口均与所述阀组控制系统连通。
11、可选地，所述阀组控制系统包括：与所述外螺旋管连通的第一进口控制阀、与所述外直管连通的第二进口控制阀、与所述内置换热器连通的第一出口控制阀、与所述堆外循环回路连通的第二出口控制阀。
12、进一步，所述试验装置还包括辐照介质安注系统、检漏系统、放射性检测系统、仪控系统；
13、所述辐照介质安注系统用于内置循环回路破口事故后补充辐照介质；
14、所述检漏系统用于装置内破口检漏；
15、所述放射性检测系统用于探测放射性，根据介质特性配备针对性的放射性检测，配合所述检漏系统完成检漏；
16、所述仪控系统用于试验中各参数的测量与控制，为回路运行提供数据安全信号。
17、一种适用于多种介质的燃料辐照试验装置的控制方法，包括事故工况下的控制方法和非事故工况下的控制方法；
18、所述事故工况下的控制方法包括：通过阀组控制系统将自然循环组件中的外螺旋管接通至回路；通过阀组控制系统将堆外循环回路从回路中切断；
19、所述非事故工况下的控制方法包括：通过阀组控制系统条件外螺旋管或/和外直管的流量，并通过阀组控制系统选择性的接入堆外循环回路进行换热。
20、非事故工况下的控制方法具体包括：
21、获取内置换热器的热介质出口处的实时温度；
22、将外直管接入回路，并判断实时温度是否满足设定温度，若满足，则保持；若不满足，
23、则将外直管和外螺旋管并联接入回路，并判定实时温度是否满足设定温度，若满足，则保持；若不满足，
24、则判断是否低于设定温度，若低于设定温度，则减小外螺旋管的流量，增大外直管的流量；若高于设定温度，则减少外直管的流量，增大外螺旋管的流量；
25、若调整至外直管流量为0，实时温度高于设定温度，则将堆外循环回路接入回路。
26、本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
27、本专利技术通过设置内置循环回路和自然循环回路，内置循环回路设于装置内部，结构包括电加热装置、试验段、内置换热器和内置循环管路，而自然循环回路设于装置外部，结构包括自然散热组件、阀组控制系统和堆外循环回路；
28、本专利技术能够同时适用于多种介质(如气体、液态金属和熔盐)的燃料辐照试验装置，简化了因应不同介质而设置多套试验装置的需求，避免了为不同介质建设多套试验回路的费用；
29、结合内置循环回路和自然循环回路，模拟原型堆运行环境，实现宽范围的热工调节条件，能够更为准确地模拟不同反应堆的运行环境，提高了研究的效率。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种适用于多种介质的燃料辐照试验装置，其特征在于，包括：内置循环回路和自然循环回路，所述内置循环回路设置在装置内部，所述自然循环回路设置在装置外部；
2.根据权利要求1所述的一种适用于多种介质的燃料辐照试验装置，其特征在于，所述内置循环回路还包括：介质品质控制系统(1)，所述介质品质控制系统(1)的进口和所述介质品质控制系统(1)的出口均连接至所述内置循环管路(5)，且所述介质品质控制系统(1)的进口位于所述介质品质控制系统(1)的出口的上游。
3.根据权利要求1所述的一种适用于多种介质的燃料辐照试验装置，其特征在于，所述自然循环回路包括：自然散热组件、阀组控制系统(102)和堆外循环回路(101)，所述自然散热组件的进口与所述内置换热器(4)的冷介质出口连通，所述自然散热组件的出口与所述阀组控制系统(102)的进口连通，所述阀组控制系统(102)的第一出口与所述内置换热器(4)的冷介质进口连通，所述阀组控制系统(102)的第二出口与所述堆外循环回路(101)的进口连通，所述堆外循环回路(101)的出口与所述内置换热器(4)的冷介质进口连通。
<...【技术特征摘要】
1.一种适用于多种介质的燃料辐照试验装置，其特征在于，包括：内置循环回路和自然循环回路，所述内置循环回路设置在装置内部，所述自然循环回路设置在装置外部；
2.根据权利要求1所述的一种适用于多种介质的燃料辐照试验装置，其特征在于，所述内置循环回路还包括：介质品质控制系统(1)，所述介质品质控制系统(1)的进口和所述介质品质控制系统(1)的出口均连接至所述内置循环管路(5)，且所述介质品质控制系统(1)的进口位于所述介质品质控制系统(1)的出口的上游。
3.根据权利要求1所述的一种适用于多种介质的燃料辐照试验装置，其特征在于，所述自然循环回路包括：自然散热组件、阀组控制系统(102)和堆外循环回路(101)，所述自然散热组件的进口与所述内置换热器(4)的冷介质出口连通，所述自然散热组件的出口与所述阀组控制系统(102)的进口连通，所述阀组控制系统(102)的第一出口与所述内置换热器(4)的冷介质进口连通，所述阀组控制系统(102)的第二出口与所述堆外循环回路(101)的进口连通，所述堆外循环回路(101)的出口与所述内置换热器(4)的冷介质进口连通。
4.根据权利要求3所述的一种适用于多种介质的燃料辐照试验装置，其特征在于，所述自然散热组件设置在研究堆冷却介质内，并与所述研究堆冷却介质换热。
5.根据权利要求3所述的一种适用于多种介质的燃料辐照试验装置，其特征在于，所述阀组控制系统(1...
【专利技术属性】
技术研发人员：雷晋，孙一雄，张亮，孙胜，邱立青，朱伟，许裕恒，和佳鑫，
申请(专利权)人：中国核动力研究设计院，
类型：发明
国别省市：
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