[实用新型]燃料组件水力学模拟体

说明书

技术领域

本实用新型涉及核电领域，尤其涉及一种燃料组件水力学模拟体。

背景技术

E.U.Khan对反应堆堆芯及堆内部件的水力学模化方法进行了研究，在堆芯关键部件——燃料组件的模化方面，Khan在棒束试验的基础上提出了一个定量描述轴向流动惯量对横流阻力系数影响的经验公式及棒束试验的半经验公式。

秦山一期核电堆型设计过程中也开展了反应堆模型水力试验（试验模型本体按1：5的比例设计）。秦山一期300MW反应堆水力模型中，模拟堆芯燃料组件出口结构和原型相似，用外方内圆的管子代替原型方形排列的棒束，流道内装一系列孔板模拟轴向阻力，没有模拟堆芯内的横向流动（简称横流）。在试验结果的处理上，将总阻力系数降低3％，以此来考虑横流对轴向压降的影响。以上模拟方法分别处理了轴向压降和横向流动，却没有考虑轴向压降和横流之间强烈的相互影响关系。

Yankee反应堆水力模型中，在燃料组件模拟件盒壁8个标高上开两个1/8英寸孔，模拟原型的侧向流通面积与轴向流通面积之比。采用集总阻力方法提出了燃料组件模拟件和原型横流相似的准则。但是，Yankee电站使用的水力模型中，即使用相同的1/8英寸孔模拟横流与轴向流动面积比，也不能严格模拟横流对堆芯压降、流量分配的影响。

Scan-Onofre反应堆水力模型（模型和原型尺寸比例为1：7）中，采用中空方形盒，用装在流道中的金属网和孔板模拟轴向流动阻力，组件入口安装了测量组件流量的孔板。按照燃料组件模拟件和原型在各自轴向流速下横流压降相等的原则确定了盒壁上横流开孔面积。中国核动力设计研究院利用相似理论对秦山二期600MW反应堆进行了比例为1：4的模化，燃料组件模拟件按开式栅格模拟原理设计为2×2棒束组件，其轴向和横向流动特性分别与原型相同，每个组件的入口段装有测量流量用的特制涡轮流量计和测量浓度用的微型电导电极。

San-onofre电站和秦山二期使用的模拟体根据横流压降（压降系数）相等的原则进行了横流部分的结构设计，为保证轴向流动阻力与原型相等，San-onofre电站水力模型中使用金属网和孔板，秦山二期使用4根带突起棒的开式栅格形式，但二者结构较复杂，不能灵活调整模型的轴向和横向阻力系数，实用性相对较差。

实用新型内容

本实用新型实施例所要解决的技术问题在于，针对现有技术中燃料组件水力学模拟体结构复杂、测量可靠性较低等缺陷，提供一种可准确模拟燃料组件原型水力学特性且结构简单、实用性强的燃料组件水力学模拟体。

为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种燃料组件水力学模拟体，所述燃料组件水力学模拟体包括用于模拟燃料组件原型中堆芯流动通道的管道，还包括同轴地套设在所述管道中的中心杆，所述管道的横截面的外部轮廓为矩形，所述管道的内部空间则为圆柱形；所述中心杆上设置有用于模拟燃料组件原型中格架的阻流盘，所述阻流盘与燃料组件原型中格架的位置相对应，所述管道的四个周壁上均开设有多个用于模拟燃料组件原型中横流的通孔。

其中，所述管道的流体入口段设置有流体测量装置。

其中，所述流体测量装置包括涡轮流量计。

其中，在流体轴向流入方向上，所述涡轮流量计的上游还设置有流体整直器。

其中，所述流体测量装置包括电导率探针。

其中，所述电导率探针包含双对电极。

其中，所述管道的流体出口段设置有阻力调节片。

其中，所述燃料组件水力学模拟体还包括固定在所述管道内的出口组件，所述中心杆固定在所述出口组件上。

其中，所述燃料组件水力学模拟体还包括间隔设置在管道内部的内支架，所述内支架与所述中心杆通过螺钉固定连接。

实施本实用新型实施例，具有如下有益效果：通过在中心杆上设置阻流盘，可模拟燃料组件原型中的格架，并且可通过更换不同大小的阻流盘来调节模拟体的轴向阻力分布，使之与原型的分段轴向压降系数对应；通过在外方内圆的管道上开设多个通孔，可以模拟原型中的横流，且可通过改变通孔的大小和轴向阻流盘大小，来调节横流阻力系数；通过阻流盘和通孔的设置，可以充分考虑轴向压降和横流之间的相互影响，能够模拟横流对堆芯压降、流量分配的影响；外方内圆的通道和中心杆构成的流动通道，可满足面积相似要求，可增强入口部分的水力学流动协调一致性通过中心杆，可为阻流盘定位，便于仪表引线，并对仪表线起到保护作用，可提高仪表可靠性，同时可避免仪表线对流场的干扰；本模拟体结构简单，实用性强。

附图说明