[发明专利]一种压水堆燃料棒束高温加热夹持实验装置

权利要求书

1.一种压水堆燃料棒束高温加热夹持实验装置，其特征在于，包括设置在高温熔融炉内的用于夹持燃料棒的铼钼电极(16)，铼钼电极(16)由第一电极夹头(39)、第二电极夹头(40)及铼钼板(38)组成；铼钼板(38)的一端设置有相配合的第一电极夹头(39)和第二电极夹头(40)；第一电极夹头(39)和第二电极夹头(40)上均开设有一个半圆槽，第一电极夹头(39)和第二电极夹头(40)安装在一起，配合形成圆形孔(41)，用来夹持燃料棒束顶端的导电帽；

燃料棒束采用9根燃料棒通过3×3方式排列，每根燃料棒的横截面直径为12mm，相邻两个燃料棒之间的距离为1.5mm，燃料棒束的下方有用于盛装燃料棒掉落熔融物的坩埚(17)；

每根燃料棒(4)长度为0.9m，燃料棒(4)包括位于中心且直径为3mm的钨铼加热棒(25)，钨铼加热棒(25)外侧为厚度3.5mm的氧化铝管(24)，并且氧化铝管(24)将钨铼加热棒(25)包裹，氧化铝管(24)外侧为厚度1mm的锆-4合金管(23)，并且锆-4合金管(23)将氧化铝管(24)包裹，每根燃料棒(4)顶部均设置有导电帽(21)；导电板上开设有9个通孔，9根燃料棒(4)的顶端的导电帽均穿过通孔，位于燃料棒束中心的一根燃料棒的顶端的导电帽的高度大于其他8根燃料棒顶端的导电帽的高度，铼钼电极(16)夹持位于中心的一根燃料棒的顶端的导电帽；

高温熔融炉包括炉体(5)，炉体(5)为圆筒形结构，内径为1.0m，高度为1.5m，壁厚度为0.01m；炉体(5)顶部设置有弧形的炉盖(8)，炉盖(8)为弧形炉盖(8)上开设有第二出水口(9)、氩气出口(10)和第二进水口(11)；炉体(5)底部侧壁上开设有第一进水口(1)和氩气进口(2)，炉体(5)底部设置有能够旋转的盖子(20)；燃料棒束在炉体(5)内竖直设置。

2.根据权利要求1所述的一种压水堆燃料棒束高温加热夹持实验装置，其特征在于，第一电极夹头(39)和第二电极夹头(40)的两端均开设有贯穿圆孔(37)，通过穿过第一电极夹头(39)和第二电极夹头(40)的一端的贯穿圆孔(37)的螺栓将第一电极夹头(39)和第二电极夹头(40)固定，采用螺栓穿过第一电极夹头(39)另一端的贯穿圆孔(37)将第一电极夹头(39)固定在铼钼板(38)上，采用螺栓穿过第二电极夹头(40)另一端的贯穿圆孔(37)将第一电极夹头(39)固定在铼钼板(38)上。

3.根据权利要求1所述的一种压水堆燃料棒束高温加热夹持实验装置，其特征在于，每根燃料棒顶部与该燃料棒顶部的导电帽之间设置有绝缘垫片(22)。

4.根据权利要求3所述的一种压水堆燃料棒束高温加热夹持实验装置，其特征在于，位于中心的一根燃料棒的顶端的导电帽的半径为5mm，直径为10.5mm，第一电极夹头(39)和第二电极夹头(40)配合形成的圆形孔(41)的直径为10.0mm。

5.根据权利要求1所述的一种压水堆燃料棒束高温加热夹持实验装置，其特征在于，炉体(5)侧壁上开设有6个观察窗(6)，6个观察窗(6)沿炉体(5)侧壁螺旋式上升排布，相邻的两个观察窗(6)在竖直方向上的距离为0.16m，6个观察窗(6)沿炉体(5)侧壁周向均匀分布；每个观察窗(6)处均开设有用于安装热电偶(15)的热电偶插孔，热电偶(15)采用钨铼热电偶。

6.根据权利要求5所述的一种压水堆燃料棒束高温加热夹持实验装置，其特征在于，炉体(5)采用氧化锆材料，高温熔融炉的炉体(5)内设置有钼屏(14)，炉体(5)内壁上设置有水层(18)，冷却塔(26)与水分配器(27)相连，水分配器(27)与水层(18)相连；钼屏(14)内为燃料棒区域，钼屏(14)与水层(18)之间设置有高温隔热层(13)，高温隔热层(13)采用氧化锆隔热材料；高温隔热层(13)采用环形的钼板(3)支撑。

7.根据权利要求6所述的一种压水堆燃料棒束高温加热夹持实验装置，其特征在于，高温熔融炉(36)外侧设置有机械泵(28)和罗茨泵(29)，机械泵(28)与罗茨泵(29)相连，罗茨泵(29)和高温熔融炉(36)内部相连通，铼钼电极(16)一端位于高温熔融炉内，一端位于高温熔融炉外，铼钼电极(16)位于高温熔融炉外的一端与水冷铜电极(12)相连。