[发明专利]一种超临界水冷堆管道可视窗及其密封方法

说明书

本发明公开了一种超临界水冷堆管道可视窗，包括基座(1)和窗口(2)，其中，窗口(2)内嵌在基座(1)上，基座(1)连接在超临界水冷堆管道(4)上，还公开了该可视窗的密封方法。本发明提供的可视窗及相应密封方法可实现可视窗的精细工艺加工和密封安装，可保障可视窗结构安全性和密封安装，可以对超临界水、特别是其所含颗粒物的运动情况进行细化观测。

技术领域

本发明涉及核电领域和机械设备领域，具体涉及一种超临界水冷堆管道可视窗及其密封方法。

背景技术

超临界水冷堆(SCWR)是第四代核能系统中唯一以高温高压轻水做冷却剂的反应堆。它是在现有的超临界火电技术和水冷反应堆技术基础之上发展起来的新技术，使核能系统在安全性、经济性、可持续发展、防扩散等方面都有显著的提高。与当前研究的其他轻水堆相比，它具有热效率高、电站系统简化、对设备的容量要求低等特点。

超临界水冷堆运行在水的热力学临界点(374℃，22.1MPa)之上。运行压力为25MPa左右，反应堆出口温度大于等于500℃，系统热效率在40％以上。

由于水本身的纯净度难以保证，流体中带有细颗粒物杂志，会对超临界管道产生一定程度腐蚀。颗粒物的存在对于超临界水的流动特性及设备运行的安全性有着重要影响，严重时甚至可能产生重大事故。因此对超临界水堆来说，研究分析超临界水在管道中的流动特性及其中颗粒物的运动沉积规律对于保证反应堆安全性有着重要意义。

可视窗是安装在主管道上的一种观察窗口，用来观察记录管道的传热过程和堆内流体的流动过程。通过可视窗观察记录得到的参数，可以对管道内的超临界高温高压水进行流体水力分析、堆芯稳态分析和堆芯瞬态分析。

目前采用实验研究的方式较少，已知有西安交通大学超临界水换热装置、清华大学超临界水自然循环回路、及中国核动力研究设计院双通道超临界水实验台架等，但是装置的制造工艺结构不稳定，密封性能不好，容易漏水，且实验装置大多是不可视化的，无法对颗粒物进行测量。

而华北电力大学超临界水可视化测量实验装置虽然是可视化的，但是装置的密封性不好，容易漏水，不能贯穿观测颗粒物，也无法开展细化研究。

因此，亟待研发一种超临界水冷堆管道可视窗，能够以可视化测量的方式直接观测到水在临界区域的流动情况，得到其流动特性，同时也可直接观测到其中的细颗粒杂质的沉积运动情况，分析其运动规律。

发明内容

为了解决上述问题，本发明人进行了锐意研究，设计出一种超临界水冷堆管道可视窗及其密封方法，该可视窗采用铅铜合金做基体，基体与窗口之间通过铅制螺栓进行连接，基体与超临界水冷堆管道通过铅制螺母进行连接，之后采用冷喷技术在连接处喷涂一层密封层，得到的可视窗的结构稳定，密封性好，能够准确、有效测量相关数据，从而完成了本发明。

具体来说，本发明的目的在于提供以下方面：

本发明一方面提供了一种超临界水冷堆管道可视窗，所述可视窗包括基座1和窗口2，其中，窗口2内嵌在基座1上，基座1连接在超临界水冷堆管道4上。

本发明另一方面提供了根据本发明第一方面所述的可视窗的密封方法，该方法包括以下步骤：

步骤1，将窗口2和基座1连接；

步骤2，将基座1和超临界水冷堆管道4连接；

步骤3，在窗口2与基座1的连接处以及基座1与超临界水冷堆管道4的连接处设置密封涂层5。

本发明所具有的有益效果包括：

1)本发明提供的超临界水冷堆管道可视窗，采用凸透镜左窗口镜片，可放大管道内的热运动，便于对管道内的细颗粒湍流沉积作用和流体运动的变化情况进行放大观察；