[发明专利]用于加热液体的电加热装置、用于生产该电加热装置的方法以及该电加热装置在核燃料棒的电气仿真中的使用

说明书

技术领域

本发明涉及用于具有高热流的液体的电加热的新型装置。

本发明的主要应用是生产用于核燃料棒的电气仿真的新型装置，该核燃料棒意图由托网以组件来组装、并且意图用于所谓动力反应堆中并且更具体而言压水式反应堆（简称为PWR）中。如下文所精确地描述的，该装置的使用能够通过检测燃料棒意图被浸没的液体中的沸腾危机的出现来使得燃料棒具有热工水力资格。

本发明的目的总体而言在于提高具有高热流的现有加热装置的服务寿命和质量，具体而言用于当前与高热流共存的核燃料棒的电气仿真的装置的资格。

虽然参考该主要应用来描述根据本发明的装置，但是根据本发明的装置可以用于加热浸没该装置的液体。

背景技术

为了使得意图用于压水式核电反应堆（简称为PWR）中的核燃料棒组件合格，必须执行沸腾危机测试。更精确地说，必须能够检测沸腾危机的出现。这是因为沸腾危机通常可以被定义为针对热工水力控制参数中的小变化的而在壁温中的显著偏移。其具体而言导致加热壁与围绕加热壁的热传递液体之间的热交换的突然恶化。因此，在PWR反应堆中，该现象的出现可能导致核燃料棒包壳的破裂。

到目前为止，用于高热流核燃料棒的电气仿真的装置可以被称为直接加热型。这是因为该装置的包壳也构成具有电阻器功能的元件。换句话说，直接加热包壳。

然而，现代核燃料组件特别是意图用于PWR反应堆中的那些核燃料组件具比已经测试过的那些组件更复杂的设计以及更高的热性能，其中，该已经测试过的那些组件往往使普通合格程序无效，特别是关于该装置对于组件中组装的核燃料棒的电气仿真的适合性的合格程序。

因此，发明人分析出形成了高的电流转移的现代托网可能导致直接加热型的电棒仿真装置的快速恶化：在所讨论的托网上的凸起之间创建的接触点以及给定的棒易于生成过强的电流并因此局部电解，这是该棒的快速恶化的根源。事实上，发明人认为直接加热型电气仿真装置可能妨碍燃料组件的可靠合格化。

此外，取决于必要的直接加热装置的类型，具有电阻器功能的包壳必须非常薄，以使它们的电阻适应可用电源，这有损于所讨论的仿真装置的服务寿命以及对于可靠地使该组件合格的可能性。

另外，直接加热电气仿真装置的使用涉及其在相同操作条件下性能高且可靠的电绝缘，其中，只有利用复杂技术和昂贵但是脆弱的材料并且利用有限的服务寿命才可以发生该电绝缘。

最后，通过定义，直接加热电气仿真装置不能用于使意图被浸没在导电传热剂中的核燃料组件合格。然而，关于未来的所谓第四代快速中子核反应堆（RNR）（需要利用钠传热剂（RNR-Na）确保其功能）的安全学习还将需要利用高热流钠的沸腾测试。由于钠本质上具有高导电性，所以直接加热电气仿真装置将不能用于反应堆（RNR）的所述沸腾测试。

其他现有电气仿真装置可以被称为见解加热型的，这是因为电阻或电阻器包括用三相电流供电的电线。

这些装置是不满意的，因为它们在与包壳横向的回流剖面（backwash profile）中也就是说在方位角回流剖面中生成不均匀的热流。

本发明的目的因此在于提出一种用于具有高热流的核燃料棒的电气仿真的新型装置，其不具有所有或一些前述缺点并且因此可靠地生成均匀的热流并且具有长的服务寿命，以便执行大量可靠的沸腾测试。

本发明的另一个目的在于提出一种用于具有高热流的核燃料棒的电气仿真的新型装置，其能够以降低的成本来获得沸腾测试并且具有保证的实现时间。

本发明的一个更普遍的目的在于提出一种用于具有在方位角中均匀的高热流的液体的电加热的装置，其是可靠的并且具有长的服务寿命。

发明内容

为此，本发明的主题首先是用于液体的电加热的装置，其特征在于包括：

–第一管子，其中，该第一管子由导电材料制造，以用于形成电阻器，

–两个电连接器，其中，每个该电连接器安装在该电阻器的一个末端中，该电连接器分别被适用于使直流电经过该电阻器以及使该直流电显现，

–中间元件，其中，该中间元件由导热并且电绝缘的材料制造，利用直接机械接触来分别在该电阻器和该两个电连接器的长度的至少一部分上包围该电阻器和该两个电连接器，

–用于形成包壳的第二管子，其中，该第二管子由导热材料制造，并且利用直接机械接触来包围导热的中间元件，所述包壳意图在其长度的至少大部分上被浸没在将要被加热的液体中。

换句话说，根据本发明的技术方案本质上包括以下全部：