[发明专利]一种运动条件下棒束通道内流迹可视实验装置及方法

说明书

本发明公开了一种运动条件下棒束通道内流迹可视实验装置，包括位于棒束通道外壳内的棒束元件、棒束通道，棒束通道外壳上设置可视窗；棒束通道外壳底部连接固定法兰盘，固定法兰盘用于固定棒束元件并能够使工作介质流入棒束通道内；固定法兰盘上表面设置若干针头，固定法兰盘内设置与所有针头相连通的流道，还包括向流道内注入示踪剂的注入系统。本发明用以解决现有技术中尚无适用于运动条件下棒束通道内流迹可视化实验的装置的问题，实现用于棒束通道内单相流动流迹可视化实验，获取不同运动条件棒束通道内单相流动流迹特性，以便研究运动条件对棒束通道内层流和湍流过程的影响规律，加深对运动条件下棒束通道内流动传热机理的认识的目的。

技术领域

本发明涉及核电领域，具体涉及一种运动条件下棒束通道内流迹可视实验装置及方法。

背景技术

浮动式核电站及船舶在航行中受风浪影响使系统内的工质流动处于摇摆、升潜等运动条件下，此时，单相流动系统时刻受运动条件引起的切向力、离心力、科氏力等附加瞬变外力场作用，这些附加瞬变外力场的共同作用使得通道内单相流动传热规律以及气水两相流流动特性发生改变，进而影响核动力装置的安全性和经济性。因此，运动条件下单相流流型流迹特性及其转变研究有着重要的工程应用价值。

棒束通道是反应堆堆芯的典型结构形式，棒束通道可划分为边通道、角通道及中心通道，不同子通道间会发生流体交混及迁移，这使得棒束通道内流动传热特性与简单通道完全不同，如何准确获得棒束通道内流动传热特性的前提是需要获得棒束通道内工质流动流迹特性及其转变规律，在运动条件下，工质会产生附加的瞬变加速度，这有可能导致单相流动流迹特性发生变化，进而使层流及湍流转变规则发生改变，而在其他参数相同的条件下，不同的两相流型会产生完全不同的流动和传热结果，从而对系统的流动传热特性产生影响。因此，在确定瞬变外力场作用下单相流系统的流动和传热特性时，应该首先知道单相流的流型及其转变规律，这样才能合理地选用适当的理论公式描述流动状况。然而，由于受限于运动条件下实验测量技术，目前仅有限的文献对运动条件下传热及流动特性进行了报道，尚无相关适用于运动条件下棒束通道内流迹可视化实验装置及实验方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种运动条件下棒束通道内流迹可视实验装置及方法，以解决现有技术中尚无适用于运动条件下棒束通道内流迹可视化实验的装置的问题，实现可用于棒束通道内单相流动流迹可视化实验，获取不同运动条件棒束通道内单相流动流迹特性，以便研究运动条件对棒束通道内层流和湍流过程的影响规律，加深对运动条件下棒束通道内流动传热机理的认识的目的。

本发明通过下述技术方案实现：

一种运动条件下棒束通道内流迹可视实验装置，包括位于棒束通道外壳内的若干棒束元件、棒束通道，所述棒束通道外壳上设置可视窗；所述棒束通道外壳底部连接固定法兰盘，所述固定法兰盘用于固定棒束元件并能够使工作介质流入棒束通道内；所述固定法兰盘上表面设置若干针头，每个针头对应一个棒束通道，所述固定法兰盘内设置与所有针头相连通的流道，还包括向所述流道内注入示踪剂的注入系统。