[实用新型]一种适用于加热沸腾条件的棒束通道可视化实验本体

说明书

本实用新型提供一种适用于加热沸腾条件的棒束通道可视化实验本体，包括方形石英通道、分别设置在方形石英通道上端和下端的出口和入口、设置在方形石英通道内的模拟燃料棒束，模拟燃料棒束的下端通过密封法兰与方形石英通道连接，还设置有正极导电铜排和负极导电铜排，正极导电铜排设置在本体入口上端；模拟燃料棒束包括连接铜头、设置在连接铜头下端的导电铜棒和不锈钢管，所述导电铜棒设置在不锈钢管的内部且外表面设置有绝缘管，不锈钢管和正极导电铜排连接，导电铜棒和负极导电铜排连接，本实用新型解决了传统壁温测量方法和可视化实验无法结合的难题，可实现高温及两相条件下棒束通道内部流场温场测量研究，并且设计简单、成本低廉。

技术领域

本实用新型涉及一种棒束通道可视化实验本体，尤其涉及一种适用于加热沸腾条件的棒束通道可视化实验本体，属于流体力学、传热学、反应堆热工水力学，核安全等领域。

背景技术

压水堆堆芯燃料组件是非典型的棒束通道结构，并且燃料组件内还设置有定位格架，导致燃料组件内流体的流通结构更加复杂，进而促使燃料组机内复杂的热质传递过程更为复杂。在反应堆正常运行时，棒束通道内稳态流动换热工程的研究对于反应堆的经济性至关重要，事故条件下特别是在流量瞬变条件下棒束通道流容易发生传热恶化等现象，因此对于燃料组件复杂通道内流动换热行为的研究将直接关系到反应堆安全。然而，由于燃料组件复杂的结构对边其内部的流动换热行为研究，国内外学者多采用传统热电偶测量棒束壁面温度以预测棒束通道内流动换热行为，而热电偶的测量只能对单独某个或某些点的温度进行测量，无法获取燃料组件内细节流动换热行为，并且热电偶的布置方式不可避免的对真实燃料组件内部行为造成一定的影响，最终导致工程上对燃料组件内真实的热质传递过程仍然认知不足，因此需要先进的可视化测量与传统测量相结的方式，但是两种方式的结合对实验本特的设计提出了更高的要求，该本体需要兼顾传统热量技术以及先进可视化技术的测量要求，因此需要设计一种即供电加热至沸腾也能够实现可视化测量的透明本体，实现对棒束通道内部流动传热行为的精细测量，从而揭示核反应堆燃料元件的传热机理，提高核反应堆的经济性与安全性。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了提供一种结构简单，价格低廉的适用于加热沸腾条件的棒束通道可视化实验本体。

本实用新型的目的是这样实现的：

一种适用于加热沸腾条件的棒束通道可视化实验本体，包括方形石英通道、分别设置在方形石英通道上端和下端的本体出口和本体入口、设置在方形石英通道内的模拟燃料棒束，模拟燃料棒束的下端通过密封法兰与方形石英通道连接，还设置有正极导电铜排和负极导电铜排，所述正极导电铜排设置在本体入口上端；所述模拟燃料棒束包括连接铜头、设置在连接铜头下端的导电铜棒和不锈钢管，所述导电铜棒设置在不锈钢管的内部且外表面设置有绝缘管，所述不锈钢管和绝缘管之间有空隙；不锈钢管和正极导电铜排连接，导电铜棒和负极导电铜排连接。

本实用新型还包括这样一些特征：

1.所述正极导电铜排和密封法兰上均匀设置有与模拟燃料棒束配合的第一圆孔，负极导电铜排上均匀设置与导电铜棒配合的第二圆孔；

2.还设置有压紧铜排，正极导电铜排设置有第一螺纹孔，压紧铜排设置有第二螺纹孔，所述第一螺纹孔和第二螺纹孔相对应；所述压紧铜排还均匀设置有保证流量均匀分配的第三圆孔；

3.还设置有热电偶，所述热电偶焊接在不锈钢管的内壁上且下端伸出本体外；

4.所述模拟燃料棒束与方形石英通道之间还设置有定位格架，所述本体出口和本体入口有两个且对称设置。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1)本实用新型的可视化实验本体采用石英玻璃作为通道外壁，石英玻璃具一定耐高温能力，克服了传统亚克力遇高温变形的缺点，使得实验本体能够开展模拟LOCA事故下传统压水堆核电站出现过冷沸腾以及沸腾下的可视化研究；