[实用新型]一种海洋条件棒束通道可视化实验本体

说明书

本实用新型公开了一种海洋条件棒束通道可视化实验本体，包括电热组件和流道组件；电热组件包括不锈钢棒束，述不锈钢棒束包括N²根不锈钢元件，采用N×N排列方式组合，流道组件包括流道板，流道板围合形成方形通道，流道板间采用高温硅橡圈密封，不锈钢棒束位于方形通道内；流道板上设置有可视窗，可视窗用于观察不锈钢棒束的情况电热组件和流道组件之间设置有陶瓷的绝缘组件。本实用新型具有结构简单、工艺成熟、性能稳定和成本较低等特点，具备良好的电加热、绝缘和密封性能，完全满足在高温加热、中压工况下开展海洋条件下棒束燃料组件热工水力可视化实验的要求。

技术领域

本实用新型涉及压力容器设备领域，具体涉及一种海洋条件棒束通道可视化实验本体。

背景技术

堆芯燃料组件的热工水力特性研究对于反应堆的安全运行及相关系统的设计具有十分重要的意义，为了提高堆芯燃料组件的性能以及优化其设计，各国都对此开展了热工水力分析和实验研究。浮动核电站、核动力舰船等海上作业装置的反应堆堆芯结构都可以模化为棒束通道，其内部的流型及两相流动特性对反应堆设计和安全运行起着至关重要的作用。

棒束型燃料组件是核动力舰船装置反应堆的常用燃料组件。在海洋条件外力作用下，通道内的两相流流场更加复杂。相比于矩形流道，棒束流道上汽泡的受力分析更加复杂，也更易受运动条件的影响，因此在海洋瞬变运动条件下，由于交变外力场和流量搅混的作用，汽泡的行为复杂多变。而该过程对通道的热工水力特性造成了重要的影响，需要对棒束通道内的流型和汽泡动力学特性进行深入的理论和实验研究，为海洋条件下反应堆的安全运行提供实验基础。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是现有的棒束通道可视化实验本体无法适应海洋运动条件下中压、加热及密封的实验需求，目的在于提供一种海洋条件棒束通道可视化实验本体，解决能够在海洋运动条件和高温加热、中压条件下稳定运行，开展棒束通道可视化实验，重复地开展热工水力研究的问题。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种海洋条件棒束通道可视化实验本体，包括电热组件和流道组件；所述电热组件包括不锈钢棒束，所述不锈钢棒束包括N²根不锈钢元件，所述N²根不锈钢元件采用N×N排列方式组合，其中，N为大于1的自然数；所述流道组件包括流道板，所述流道板围合形成方形通道，所述流道板间采用高温硅橡圈密封，所述不锈钢棒束位于所述方形通道内；所述流道板上设置有可视窗，所述可视窗用于观察所述不锈钢棒束的情况；所述流道组件的上端部设置有上端法兰组焊件，上端法兰组焊件的另一端设置有导电头，所述上端法兰组焊件和所述导电头内设置有用于所述不锈钢棒束通过的第一通道，所述不锈钢棒束上端穿过所述第一通道，所述上端法兰组焊件上还设置有与所述第一通道相通的出水口；所述流道组件的下端部设置有下端法兰组焊件，所述下端法兰组焊件的另一端设置有下法兰，所述下端法兰组焊件和所述下法兰内设置有第二通道，所述不锈钢棒束的下端穿过所述下端法兰组焊件，延伸进入所述下法兰内，所述下端法兰组焊件上还设置有与所述第二通道相通的进水口；所述不锈钢棒束的下端通过软铜辫连接导电块，所述导电块连接所述软铜辫的一端卡入所述第二通道；所述电热组件和所述流道组件之间设置有绝缘组件。

现有技术中，还没有针对海洋运动条件下中压加热条件下棒束通道可视化实验本体的设计，本实用新型采用不锈钢元件作为棒束来进行海洋条件下的实验，不锈钢元件既可以加热，又可承受中压及高温的海洋实验条件。流道板上直接设置的可视窗，也可以承受海洋运动条件。综合而言，本实用新型使棒束通道可视化实验本体能够承受高温(250℃)加热、中压(3MPa)、海洋运动条件，能够实现对通道流型和两相运动状态的观测，且能够多次重复地开展热工水力可视化实验。

进一步的，所述下端法兰组焊件与下法兰之间设置有绝缘密封垫，所述下端法兰组焊件、所述绝缘密封垫与下法兰之间采用榫槽式密封。保障了海洋运动条件下的密封性。

进一步的，所述绝缘密封垫为石棉橡胶板。