[发明专利]一种压水堆燃料棒束高温加热夹持实验装置

说明书

一种压水堆燃料棒束高温加热夹持实验装置，包括反应堆3*3棒束，棒束设置在高温熔融炉内并由上端及下端两个高温铼钼电极夹持固定，铼钼电极由第一电极夹头、第二电极夹头及铼钼板组成；铼钼板的一端设置有相配合的第一电极夹头和第二电极夹头；第一电极夹头和第二电极夹头上均开设有一个半圆槽，第一电极夹头和第二电极夹头安装在一起，配合形成圆形孔，用来夹持燃料棒束顶端的导电帽。本发明中进行实验时，熔化材料滴落至电极时，只需更换第一电极夹头和第二电极夹头，铼钼板不需要更换，将极大程度的减少损坏造成的损失，克服了现有技术中对电极损坏需要替换铼钼电极带来的成本高、损失大问题。

技术领域

本发明涉及反应堆严重事故条件下堆芯行为特性研究技术领域，具体涉及一种压水堆燃料棒束高温加热夹持实验装置。

背景技术

反应堆严重事故的发展过程是一个气、液、固共存，多种物理材料交叉结合的一个复杂的物理化学过程。该过程包括早期氧化，共晶现象，以及堆芯燃料棒烛化，堆芯流道堵塞，堆芯熔融池的形成，熔融池破裂流入下封头等过程。其中，反应堆堆芯燃料棒的烛化，以及堆芯流道堵塞，堆芯熔融池的形成，是研究严重事故序列的关键环节。这一过程，能够为堆内外的反应堆严重事故分析提供源项，其发展结果会对反应堆压力容器的完整性造成威胁，并可以决定氢气的产生以及裂变产物的迁移。同时，反应堆堆内燃料棒的烛化和迁移过程的研究也至关重要。反应堆堆芯燃料棒的烛化及迁移过程，能够为反应堆压力容器的失效分析提供参数。反应堆的堆芯熔化是一个非线性非连贯的物理过程，它伴随着在高温高压的情况下反应堆堆芯材料的熔化及烛化。反应堆燃料棒包壳氧化过程会释放热量，提高堆芯的温度；但是氧化锆包壳层可以提高材料的物理性质，延缓熔融物的迁移过程。为了研究这一过程，需要进行相关的实验研究。实验过程中，反应堆的堆内熔化物会在不同的物理空间，不同的温度环境中受到冷却并凝固，对夹持装置造成损坏，进行后续实验必须更换夹持装置，由于夹持装置为铼钼电极，更换的话，会造成成本的提高。另外，现有的铼钼电极为板状，通过将两个铼钼板进行挤压，形成不规则的孔，对燃料棒进行夹持，造成接触面积比较小，电阻较大，可能会对电极造成损坏。此外，现有的实验针对的是单根燃料棒，无法研究堆芯流道堵塞、燃料棒之间的相互影响。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的是提供一种反应堆严重事故条件下压水堆燃料棒束高温加热夹持实验装置，该实验装置铼钼电极能够更换，提高了反应堆严重事故条件下堆芯行为特性研究的准确性，降低重复实验过程中的损失，并且可以研究严重事故条件下多根燃料棒之间的相互影响。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

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

本发明进一步的改进在于，第一电极夹头和第二电极夹头的两端均开设有贯穿圆孔，通过穿过第一电极夹头和第二电极夹头的一端的贯穿圆孔的螺栓将第一电极夹头和第二电极夹头固定，采用螺栓穿过第一电极夹头另一端的贯穿圆孔将第一电极夹头固定在铼钼板上，采用螺栓穿过第二电极夹头另一端的贯穿圆孔将第一电极夹头固定在铼钼板上。

本发明进一步的改进在于，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。