[实用新型]一种全温度场测量式特种非均匀电加热元件

说明书

一种全温度场测量式特种非均匀电加热元件，包括依次连接的镍棒、加热管、镍管和铜管，所述加热管内设置有测温元件组，且所述测温元件组依次穿过所述镍管和所述通孔，所述测温元件组包括若干个沿加热管轴向设置且在圆周均匀分布的耐高温光纤温度传感器和一个同轴耐高温光纤温度传感器，所述同轴耐高温光纤温度传感器是设置在所述加热管的轴心位置，所述耐高温光纤温度传感器之间及所述耐高温光纤温度传感器与所述同轴耐高温光纤温度传感器之间均相互绝缘。本实用新型提供一种全温度场测量式特种非均匀电加热元件，测量精度和可靠性更高，并且使用寿命更长。

【技术领域】

本发明涉及一种电加热元件，具体的说是一种全温度场测量式特种非均匀电加热元件。

【背景技术】

在核工业中的燃料组件领域，核反应堆燃料组件是核反应堆的关键组件之一，燃料组件是防止核燃料和裂变产物产生泄漏的第一道屏障。在反应堆建成投入运行后，核反应堆的运行成本中，燃料组件的消耗和更换占有相当大的一部分，世界各国均非常重视开展先进燃料组件的研发。

根据电加热元件的加热温度分布方式不同，特种电加热元件包括均匀电加热元件和非均匀电加热元件。目前各研究机构采用的特种电加热元件的测温元件为铠装热电偶、其在强电磁环境下易发生击穿失效，并导致整个元件报废，所以材料寿命较短、损耗率很大，并且铠装热电偶的直径较大，特种电加热元件最多可以布置7根，获得7个测点的温度，7个测点与发热管壁的距离很难一致，且与发热管壁间必需保持一定的距离，造成实测数据与真实情况有偏；此外，特种电加热件的下导电镀镍铜管采用“深孔小间隙镍、铜棒银钎焊”工艺，技术难度大、成品率低，且铜管与镍管间的有效接触面积很难超过50％，造成接触电阻较大，易烧毁。

【发明内容】

为了解决现有技术中的不足，本发明提供一种全温度场测量式特种非均匀电加热元件及制造方法，测量精度和可靠性更高，并且使用寿命更长。

为了实现上述目的，本发明采用的具体方案为：

一种全温度场测量式特种非均匀电加热元件，包括依次连接的镍棒、加热管、镍管和铜管，加热管内设置有测温元件组，且测温元件组依次穿过所述镍管和所述铜管，其特征在于：测温元件组包括若干个沿加热管轴向设置且在圆周均匀分布的耐高温光纤温度传感器和一个同轴耐高温光纤温度传感器，同轴耐高温光纤温度传感器设置在加热管的轴心位置，耐高温光纤温度传感器之间及耐高温光纤温度传感器与同轴耐高温光纤温度传感器之间均相互绝缘。

优选地，加热管具有超细长比，加热管的壁厚是连续变化的。

优选地，加热管内设置有若干个沿轴向均匀设置的绝缘体，测温元件组固定设置在绝缘体上。

优选地，绝缘体的材质设置为陶瓷。

优选地，沿加热管轴向设置且在圆周均匀分布的耐高温光纤温度传感器的数量可根据需要进行设置4-32个。

优选地，沿加热管轴向设置且在圆周均匀分布的耐高温光纤温度传感器完全紧贴加热管内壁布置，不留间隙。

优选地，绝缘体呈圆柱状，绝缘体的外壁与加热管的内壁相贴合，耐高温光纤温度传感器均穿过所述绝缘体。

优选地，加热管的材质为镍基合金或奥氏体不锈钢。

优选地，耐高温光纤温度传感器和同轴耐高温光纤温度传感器的探头直径可设置为0.2mm～0.4mm，光纤直径可设置为0.1mm～0.2mm。

一种全温度场测量式特种非均匀电加热元件的制造方法，包括如下步骤：

S1、选取内径从5.4mm到8.7mm按设计要求连续变化、外径为9.5mm的镍基合金或奥氏体不锈钢管材作为加热管；

S2、将沿加热管轴向设置且在圆周均匀分布的耐高温光纤温度传感器和同轴耐高温光纤温度传感器按照设计要求放置于分段式的绝缘体内；