[发明专利]一种可实现不同交混距离的棒束通道实验装置及方法

说明书

本发明公开了一种可实现不同交混距离的棒束通道实验装置及方法，包括带有棒束入口、棒束出口的棒束通道，所述棒束入口与棒束出口之间设置测量模块，所述棒束入口与测量模块之间设置若干示踪剂注入模块，若干示踪剂注入模块至测量模块的距离各不相等；还包括与所述示踪剂注入模块相匹配的堵头。本发明的目的在于提供一种可实现不同交混距离的棒束通道实验装置及方法，以解决现有技术中无法定量获取复杂棒束通道内的交混特性的问题，实现在同一套棒束通道实验本体上进行不同交混距离测量的目的。

技术领域

本发明涉及反应堆堆芯棒束燃料组件热工性能实验领域，具体涉及一种可实现不同交混距离的棒束通道实验装置及方法。

背景技术

反应堆堆芯是核电站的心脏，堆芯热工水力研究的重点内容在于如何提升堆芯的经济性与安全性。目前核反应堆堆芯热工水力分析，常用到子通道分析程序，尤其是针对棒束型排列燃料组件热工水力分析研究。子通道程序的核心是求解质量、动量与能量守恒方程，对子通道间交混特性能否准确描述直接影响子通道程序的优劣，因此获取准确的子通道交混因子是子通道程序的核心之一。

在棒束型燃料组件中，子通道为彼此相连的开式栅格，在子通道边界允许流体自由穿越，因此会形成质量、动量与能量的交换，这种交换作用定义为子通道交混。目前对于简单联通双通道交混测定方法已经比较完备，包括质量平衡法、能量平衡法、可视化测速等。现有技术中，对于复杂棒束通道内棒束燃料组件热工性能实验的难题，主要在于复杂棒束通道内交混的精确定量测量较难，无法定量获取复杂棒束通道内的交混特性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可实现不同交混距离的棒束通道实验装置及方法，以解决现有技术中无法定量获取复杂棒束通道内的交混特性的问题，实现在同一套棒束通道实验本体上进行不同交混距离测量的目的。

本发明通过下述技术方案实现：

一种可实现不同交混距离的棒束通道实验装置，包括带有棒束入口、棒束出口的棒束通道，所述棒束入口与棒束出口之间设置测量模块，所述棒束入口与测量模块之间设置若干示踪剂注入模块，若干示踪剂注入模块至测量模块的距离各不相等；还包括与所述示踪剂注入模块相匹配的堵头。

针对现有技术中无法定量获取复杂棒束通道内的交混特性的问题，本发明提出一种可实现不同交混距离的棒束通道实验装置，棒束通道带有棒束入口、棒束出口，用于棒束穿过，其中棒束的固定方式属于本领域现有技术，在此不做赘述。棒束入口与棒束出口之间设置测量模块，所述测量模块实用现有技术中用于棒束燃料组件热工性能实验的测量模块即可，本领域技术人员均可实现。在此基础之上，本申请在棒束入口与测量模块之间设置若干示踪剂注入模块，且若干示踪剂注入模块至测量模块的距离各不相等，即任意两个若干示踪剂注入模块至测量模块的距离均不同，示踪剂注入模块均配置有相匹配的堵头，用于在不需要使用时进行封堵密封，同时在需要使用某个示踪剂注入模块时，拆卸对应的堵头即可。本申请中的所有示踪剂注入模块均位于测量模块的上游，实验开展过程中，将预设置的示踪剂从某个示踪剂注入模块注入，其余的示踪剂注入模块采用堵头进行密封进行实验。之后改变注入示踪剂的示踪剂注入模块，便可以获得不同长度的测量段，即获得不同交混距离下与示踪剂注入子通道与邻近子通道间的交混关系。本申请虽然结构简单，但是相较于现有技术而言，解决了无法定量获取复杂棒束通道内的交混特性的问题，能够方便快捷地在同一套实验装置上进行不同交混距离条件下的实验，并可基于本实验装置开展交混强度与轴向位置的相关实验，为反应堆堆芯棒束燃料组件热工性能实验提供充分理论依据，实现对复杂棒束通道内子通道交混因子的准确获取。

进一步的，所述棒束入口与最靠近棒束入口的示踪剂注入模块之间设置入口发展段。发明人在研究过程中发现，对于复杂棒束通道内的交混特性而言，入口效应的影响不容忽略，因此本方案在棒束入口与最靠近棒束入口的示踪剂注入模块之间设置入口发展段，使得所测量得到的交混强度为充分发展湍流交混强度。