[发明专利]模拟核反应堆堆芯熔化后堆内熔融物滞留的实验装置及方法

摘要

本发明公开了一种模拟核反应堆堆芯熔化后堆内熔融物滞留的实验装置及方法，该装置由铜加热段、石英玻璃组件、数据测量系统组成。实验装置用半球形铜球壳模拟堆芯熔融物硬壳，用嵌入在半球壳内部的螺旋形加热丝模拟衰变热，用石英玻璃模拟压力容器下封头内壁面，以此模拟反应堆压力容器内壁面与熔融物硬壳之间窄缝的流动换热现象，研究窄缝内水流动对堆内熔融物滞留能力的影响。本实验装置具有实验过程可视化、实验精度高、安全性高、易于操作等优点。经运行实践证明，实验装置运行稳定，完全可以达到设计要求。

主权项

模拟核反应堆堆芯熔化后堆内熔融物滞留的实验装置，其特征在于，包括石英玻璃筒体、加热装置和数据测量系统；石英玻璃筒体包括内部半球形实验段（3）和外部竖直玻璃筒（4），半球形实验段（3）和竖直玻璃筒（4）上部通过焊接成为一体；竖直玻璃筒（4）上部的侧壁上设置有实验段入口（1），实验段入口（1）相对的竖直玻璃筒（4）壁上设置有实验段出口（9）；实验段入口（1）和实验段出口（9）均贯通内外石英玻璃筒体与半球形实验段（3）相连通，并且，实验段入口（1）在竖直高度上高于实验段出口（9）；在半球形实验段（3）上方设置有上法兰（5），竖直玻璃筒（4）下方设置有下法兰（16），上法兰（5）和下法兰（16）通过若干组不锈钢螺纹杆与石英玻璃筒体紧固，实现实验装置的密封；加热装置包括设置在石英玻璃筒体内的半球形铜球壳（2）、安装在半球形铜球壳（2）上的铜球壳盖板（11），还包括支承柱（6）和导线接线管（7）；若干个加热丝（22）的形状呈螺旋状并均匀内嵌于半球形铜球壳（2）内；在铜球壳盖板（11）与半球形铜球壳（2）形成的半球形腔体内填充有陶瓷填料；导线接线管（7）穿过上法兰（5）与铜球壳盖板（11）相连；若干个加热丝22的导线通过导线接线管（7）引出；支承柱（6）上设有外螺纹，其与上法兰（5）；数据测量系统包括流量计、真空表（20）和若干组热电偶（23）；其中，流量计用于测量进入半球形实验段（3）内的水流量，真空表（20）用于测量半球形实验段（3）与竖直玻璃筒（4）之间的真空度，若干组热电偶（23）用于测量半球形实验段（3）内的温度场。