[发明专利]一种研究乏燃料组件上管座对喷淋流量密度分布的影响的试验装置和方法

说明书

本发明提供一种研究乏燃料组件上管座对喷淋流量密度分布的影响的试验装置，其包括模拟乏燃料棒束；金属棒的上方和下方分别设有上管座和底座，上管座与模拟乏燃料棒束间隔设置，底座上设有与金属棒截面匹配的开孔；还包括集水槽；集水槽设置在底座的下方，且与开孔匹配；还包括喷淋供水管路，喷淋供水管路包括供水箱、过滤器、喷淋泵、调节阀和喷嘴；供水箱、过滤器、喷淋泵、调节阀和喷嘴依次连接；所述喷嘴朝向所述上管座设置。本发明还提供了研究乏燃料组件上管座对喷淋流量密度分布的影响的方法。通过上述装置和方法可获得有上管座和无上管座时乏燃料组件截面上保守的流量密度分布系数，可以更加准确的评价实际的喷淋冷却效果。

技术领域

本发明属于核电站乏燃料组件喷淋流量密度分布的研究领域，涉及一种研究乏燃料组件上管座对喷淋流量密度分布的影响的试验装置和方法。

背景技术

AP1000型三代压水堆核电站设计中，乏燃料池冷却系统除了常规的能动冷却、事故后的长期非能动冷却等措施外，还考虑在极端事故工况下乏燃料池意外排空时，为裸露的乏燃料组件提供喷淋冷却。喷淋冷却的最终目的是保证乏燃料棒的温度低于燃料芯块和包壳的熔化温度，防止燃料组件损坏造成放射性释放。评价乏燃料棒温度的重要指标是其截面上的喷淋流量密度((m³/h)/m²)，喷淋流量密度与燃料棒温度的关系可通过相关试验研究获得。

在开展喷淋系统的性能试验时，通常研究与喷嘴的距离能够代表乏燃料组件上表面的、乏燃料池覆盖区域内的流量密度分布。而实际的乏燃料组件最顶端设有结构复杂的上管座，上管座上开有大小和形状不尽相同的流水孔，极大地影响了乏燃料组件截面上的实际喷淋流量分布。因此，常规的乏燃料池喷淋冷却系统性能试验得到的流量密度分布并不能准确的代表乏燃料棒截面上的实际喷淋流量密度分布。本发明提供一种研究乏燃料组件上管座对喷淋流量密度分布的影响的试验装置和方法，以便更精确的评价喷淋冷却系统对乏燃料棒的冷却效果。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出一种研究乏燃料组件上管座对喷淋流量密度分布的影响的试验装置。

本发明提供的一种研究乏燃料组件上管座对喷淋流量密度分布的影响的试验装置，包括模拟乏燃料棒束；所述金属棒的上方和下方分别设有上管座和底座，所述上管座与所述模拟乏燃料棒束间隔设置，所述底座上设有与所述金属棒截面匹配的开孔；还包括集水槽；所述集水槽设置在所述底座的下方，且与所述开孔匹配；还包括喷淋供水管路，所述喷淋供水管路包括供水箱、过滤器、喷淋泵、调节阀和喷嘴；所述供水箱、过滤器、喷淋泵、调节阀和喷嘴依次连接；所述喷嘴朝向所述上管座设置。

优选地，还包括透明围护，所述透明围护围绕所述模拟乏燃料棒束设置，所述上管座固定在所述透明围护上。

优选地，还包括滑轨；所述滑轨设置在所述集水槽的下方。

优选地，还包括支撑结构，所述支撑结构设置在所述模拟乏燃料棒束的周围，将一储水箱支撑于所述模拟乏燃料棒束的上方；所述储水箱的箱壁为透明围护；所述上管座设置在所述储水箱内。

优选地，所述储水箱的底部设有排水口。

优选地，所述模拟乏燃料棒束的金属棒个数为17×17根。

优选地，所述集水槽的个数为17×17个。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明提供的研究乏燃料组件上管座对喷淋流量密度分布的影响的试验装置，可获得有上管座和无上管座时乏燃料组件截面上保守的流量密度分布系数，在常规的乏燃料池喷淋系统性能试验得到燃料组件截面上的流量密度分布后，乘以该系数，可以更加准确的评价实际的喷淋冷却效果。

附图说明

图1为符合本发明优选实施例的研究乏燃料组件上管座对喷淋流量密度分布的影响的试验装置的示意图。