[发明专利]用于测试快中子反应堆燃料组件水力学性能的回路装置

说明书

本发明涉及一种用于测试快中子反应堆燃料组件水力学性能的回路装置，包括棒束组件、离心泵、储水排水系统和流量调节装置，所述棒束组件、离心泵、储水排水系统通过管路连接成循环回路，所述流量调节装置设置在所述循环回路中，所述棒束组件设有进口和出口，所述棒束组件的进口和出口处分别设有数显压力控制器，该回路装置连接电源控制系统。本发明提供了可视化观察棒束组件内部的流体流动的实验装置，在流体流动回路中采用强迫循环的方式，对于流动流体既可以选择单相的液体，可以获得三角形通道内的流动数据，为快中子反应堆的设计、制造、验证、加工等环节提供实验基础，同时也可以为计算流体力学模拟提供校核依据。

技术领域

本发明涉及多相流应用与实验仪器设计领域，具体涉及一种用于测试快中子反应堆燃料组件水力学性能的回路装置。

背景技术

随着核反应堆工程的发展，核燃料的循环利用与核废料的处理受到越来越多的关注。在核废料的处理中，液态金属冷却快中子反应堆具有很好的发展前景，它在中子利用的经济性、运行的安全性等方面具有巨大优势，因此它作为第四代反应堆的代表堆型具有很大的应用空间。

在液态金属冷却快中子反应堆中，燃料组件采用六角形的方式布置，相比于四边形布置的组件，它的流动和传热特性会有所不同。同时，当快中子反应堆发生蒸汽发生器管道破裂事故时，燃料组件内将形成多相流动，对于事故情况的模拟，需要设计具有六边形燃料组件结构的实验仪器。棒束组件通过采用快中子反应堆内燃料组件的设计参数，可以实现组件内的单相流和多相流模拟，为快中子反应堆的设计和验证提供实验依据，然而现有公开文献中并没有提及此类测试装置。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题而提供一种用于测试快中子反应堆燃料组件水力学性能的回路装置。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种用于测试快中子反应堆燃料组件水力学性能的回路装置，包括棒束组件、离心泵、储水排水系统和流量调节装置，所述棒束组件、离心泵、储水排水系统通过管路连接成循环回路，所述流量调节装置设置在所述循环回路中，所述棒束组件设有进口和出口，所述棒束组件的进口和出口处分别设有数显压力控制器，该回路装置连接电源控制系统。

进一步地，所述的棒束组件设置成六角形，棒束为三角形排布。

进一步地，所述的棒束组件中的燃料棒直径6.55mm，相邻燃料棒心间距9.17mm，燃料棒轴向高度1.1m，六边形组件盒对边相距86mm。

进一步地，所述棒束组件采用透明材质制成。

进一步地，所述棒束组件的底端设置流体进口，顶端设置流体出口，所述流量调节装置设置在所述流体进口的前端。

进一步地，所述电源控制系统包含电源供电装置和漏电断路器，漏电断路器采用上德集团DZL18-32/1，具体参数为：短路保护配置RL6-25/20，漏电动作电流30mA，漏电不动作电流15mA，分断时间≤0.1s，额定电流32A，额定电压220V/50Hz。开关上带有“合”、“分”按钮，在需要给实验装置通电时，需合上点源，在实验结束时，需要分开开关。

进一步地，所述数显压力控制器集压力测量、显示、控制于一体，具有操作简单、抗震性好、控制精度高、使用寿命长等特点，因此将此设备作为该回路的压力显示装置，用于测量和显示燃料棒束组件的进口和出口压力。该实验回路采用MD-S800型号数显压力控制器两个。它的参数为：压力量程0-10MPa，过载压力150％，精度等级0.5％，供电220V AC，采样速率5次/秒，使用温度-20℃--80℃。分别布置于燃料棒束组件的进口管路和出口管路上，用于测量还未进入燃料棒束组件的流体压力和已经流出燃料棒束组件的流体压力。