[发明专利]一种熔融物堆内滞留压力容器外部冷却试验台架

权利要求书

1.一种熔融物堆内滞留压力容器外部冷却试验台架，其特征在于，包括试验段、系统回路以及辅助系统；所述试验段的头部和尾部通过法兰与系统回路连接，系统回路与辅助系统相连；所述试验段包括加热系统、U型槽、加热板和密封绝缘垫片；加热板的两端分别设置正电极与负电极，用来调节不同厚度的加热板的热流密度的大小，加热系统固定在加热板两端的两个电极上，加热板与U型槽构成流道系统，在加热板与U型槽接触处安装有绝缘垫片，用来密封加热板与U型槽之间的空隙；在加热板朝内的表面焊接测温线，用来测量加热段的内壁温度，在试验段的入口、出口和流道中分别布置与加热板的不同厚度相对应的热电偶，热电偶通过U型槽外表面插入到流道中，用来测量流道水温，所述加热板的加热方式采用交流电直接加热，通过加热板的不同厚度来实现各弧段不同的热流密度；所述试验段为模拟先进大功率压水堆CAP1400压力容器下封头一部分，采用1:14缩比下封头结构，其中半径采用1:5缩比，并且二维切片各弧段的加热板厚度依次增大。

2.根据权利要求1所述一种熔融物堆内滞留压力容器外部冷却试验台架，其特征在于，所述系统回路包括上升管段、水箱、换热器和下降管段，所述水箱通过法兰与上升管段连接，水箱底部通过两条管道与换热器连接，水箱上面开有出气口，与外界空气接触，侧面开有进水口，与供水管路连接，在水箱进水口位置设置进口阀门，水箱出水口位置设置出口阀门，进口阀门和出口阀门用来调节流量的大小，与水箱底部相连接的所有管道均设有法兰段，通过添加或者减少这些通道法兰段处的管段可以改变水箱高度；在下降管段设有流量计，用来实时监控流量。

3.根据权利要求1所述一种熔融物堆内滞留压力容器外部冷却试验台架，其特征在于，所述辅助系统包括电源、数据采集及信号控制系统和电源控制系统，电源、电源控制系统和数据采集及信号控制系统依次相连，数据采集及信号控制系统与电源控制系统通过系统回路分别与试验段相连，所述数据采集及信号控制系统采用NI的采集系统，数据采集及信号控制系统的采集线分别连接到加热系统上布置的热电偶上。

4.一种基于权利要求3所述的熔融物堆内滞留压力容器外部冷却试验台架的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：让回路中充满水，确保回路密封性良好；

步骤2：控制主回路循环流量恒定，在功率和流量不变的情况下，先将冷却水的过冷度保持在一个低值；

步骤3：开启数据采集及信号控制系统，观察各测点的温度变化，同时记录试验段压差的变化情况；

步骤4：增大冷却水的过冷度，观察数据变化，若观察到试验过程中某一点壁温突然增大，立即关闭电源，停止加热，防止烧毁加热段；

步骤5：在功率与流量恒定的情况下改变水箱高度，记录不同水箱高度下的水温、试验段压差的变化，同时使用高速摄像机观察气液两相流的变化；

步骤6：实验完成后，及时关闭电源，待温度冷却时，将回路中的水排出。