[实用新型]一种板状临界热流密度实验装置

说明书

本实用新型提供了一种板状临界热流密度实验装置，包括密封盖、箱体、两铜电极和位于两所述铜电极之间的加热板，所述箱体具有流道，所述密封盖与所述箱体连接，所述密封盖间隔设有两用于安装所述铜电极的贯穿孔，所述铜电极远离所述流道的一端用于外接电源，靠近所述流道的一端连接所述加热板且所述流道内装有用于给所述加热板散热的液体，所述密封盖位于所述贯穿孔的位置间隔设有安装第一密封圈的第一凹槽和第二密封圈的第二凹槽。该板状临界热流密度实验装置具有优良的密封性，且密封稳定。

技术领域

本实用新型涉及核反应堆试验技术领域，尤其涉及一种板状临界热流密度实验装置。

背景技术

在对流沸腾中，主要有两种类型的临界热流密度：偏离核态沸腾和干涸。在压水堆核动力装置稳态热工设计中，通常只遇到过冷沸腾和低含汽量的饱和沸腾，因此偏离核态沸腾热流密度尤其重要。

偏离核态沸腾机理模型主要包括三种类型：(a)当发热元件壁面上形成一大蒸汽泡时，其底部薄层液膜不断蒸发，形成干斑，导致发热元件壁面传热恶化；(b)当发热元件壁面上的汽泡层增厚到足以阻碍液体润湿壁面时，蒸汽将无法逸出而形成汽壳，堵塞了液体流道，导致发热元件壁面发生过热；(c)在高热流密度下，汽块与发热元件壁面之间的液膜蒸发速度大于液体润湿壁面速度时，导致发热元件壁面异常过热而干涸。由于临界热流密度机理及其现象太复杂，通常采用试验研究的方法，得到临界热流密度关系式。根据临界热流密度试验目的及其内容，按相似准则要求设计试验段，研究系统压力、质量流速、临界点含汽量、结构参数等因素对临界热流密度的影响。

在临界热流密度试验过程中，临界判断一般采用加热元件壁温判断，其判据有两条：一是加热元件壁温跃升速率达到或超过某一定值；二是加热元件壁温达到或超过最高温度限值。临界热流密度试验数据分析要求给出95％的置信度上，至少95％的概率不发生临界沸腾的临界热流密度比。

对均匀加热试验段，一般采用局部平均参数法处理临界热流密度试验数据；对非均匀加热试验段，一般采用子通道分析法处理临界热流密度试验数据。在核动力装置安全评审中，临界热流密度是重要的限制性热工水力参数，它的大小直接影响核动力装置的安全性和经济性。通过优化燃料组件结构，提高临界热流密度，使反应堆系统产生最大的热功率，从而在保证核动力装置工程设计安全可靠的基础上，提高经济性。

在核燃料组件研发中，临界热流密度是表征燃料组件热工水力性能的关键参数之一，燃料组件的临界热流密度目前还不能采用理论的方法进行预测，只能通过试验获取，临界热流密度实验装置因此而产生，其主要是以电流流过导体产生热量为原理，通过加热元件产生的均匀热量模拟核燃料释热，从而进行临界热流密度试验研究。王洪亮在纳米流体对临界热流密度(CHF)强化影响池沸腾实验研究的文章中公开了一种临界热流密度实验装置，然而，其铜电极与密封盖表面接触位置采用胶涂的方式进行密封，流道内压力增大的情况下密封会失效导致渗漏，同时密封盖内采用胶装形式进行填充，胶在使用过程中容易热胀冷缩从而形成空隙，流道注水后会渗漏。

综上所述，有必要提供一种板状临界热流密度实验装置来解决上述缺陷。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种密封性良好且密封稳定的板状临界热流密度实验装置。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

本实用新型提供一种板状临界热流密度实验装置，包括密封盖、箱体、两铜电极和位于两所述铜电极之间的加热板，所述箱体具有流道，所述密封盖与所述箱体连接，所述密封盖间隔设有两用于安装所述铜电极的贯穿孔，所述铜电极远离所述流道的一端用于外接电源，靠近所述流道的一端连接所述加热板且所述流道内装有用于给所述加热板散热的液体，所述密封盖位于所述贯穿孔的位置间隔设有安装第一密封圈的第一凹槽和第二密封圈的第二凹槽。

较佳地，所述铜电极包括第一部和沿所述第一部弯折延伸的第二部，所述第一部位于所述贯穿孔中，所述第二部靠近所述箱体的一侧设置，且两所述铜电极的所述第二部背离设置。