[发明专利]核燃料包壳管在模拟LOCA工况下性能评价的实验装置

权利要求书

1.一种核燃料包壳管在模拟LOCA工况下性能评价的实验装置，其特征在于：包括：

用于容纳核燃料包壳管的型腔，所述的型腔包括通过密封件分隔形成的位于上部的真空腔和位于下部的淬火腔，在所述密封件上设有通孔，所述核燃料包壳管密封设置在所述通孔中、且上部位于所述真空腔、下部位于所述的淬火腔内；

加热装置，其包括自所述核燃料包壳管开口伸入所述核燃料包壳管内的加热棒、套设在所述加热棒的外周用于将所述加热棒与所述核燃料包壳管的内壁绝缘隔开的套管、以及辅助所述加热棒加热的辅热单元，所述套管的材质为石英或陶瓷；

水蒸气循环装置，其包括分别与所述淬火腔相连通的水蒸气发生器和水蒸气冷凝器；

抽真空装置，其包括抽真空泵、分别与所述真空腔和淬火腔相连通的管道、以及控制阀；

冷却装置，其包括能够分别向所述真空腔和淬火腔内注入冷却液的进液单元、以及排液单元；

控制系统，其包括用于控制所述抽真空泵抽真空的第一控制单元、用于控制所述进液单元注入冷却液的第二控制单元、以及分别用于检测并监控所述真空腔和所述淬火腔内压力变化的检控单元，其中当所述检控单元显示所述的真空腔或所述淬火腔内压力下降时，所述的核燃料包壳管损坏而失效。

2.根据权利要求1所述的核燃料包壳管在模拟LOCA工况下性能评价的实验装置，其特征在于：所述的核燃料包壳管的下部悬空在所述淬火腔内，且包括管体、焊接在所述管体底部的管底，所述加热棒的下端部位于所述管体底部和所述管底焊接处的上方，且所述加热棒的下端部距所述淬火腔底部的距离大于所述焊接处的高度。

3.根据权利要求2所述的核燃料包壳管在模拟LOCA工况下性能评价的实验装置，其特征在于：在所述淬火腔的侧壁上分别设有水蒸气入口和水蒸气出口，通过管道分别将所述的水蒸气入口与所述水蒸气发生器、所述水蒸气出口与水蒸气冷凝器相连通，其中所述的水蒸气入口的高度大于所述焊接处的高度、小于所述加热棒下端部距所述淬火腔底部的距离。

4.根据权利要求1所述的核燃料包壳管在模拟LOCA工况下性能评价的实验装置，其特征在于：所述的密封件为水冷金属密封件，所述的水冷金属密封件与所述进液单元相连通；所述的核燃料包壳管与所述通孔由石墨密封圈进行密封。

5.根据权利要求4所述的核燃料包壳管在模拟LOCA工况下性能评价的实验装置，其特征在于：在所述的水冷金属密封件和所述真空腔内均设有容纳所述冷却液的容腔，所述的进液单元包括储液器；分别与所述真空腔的容腔、淬火腔、水冷金属密封件的容腔相连通的进液管道；以及与所述第二控制单元相连通的进液控制器，其中所述进液控制器能够接收所述第二控制单元的指令并分别向所述真空腔的容腔、淬火腔、水冷金属密封件的容腔中注入所述的冷却液。

6.根据权利要求5所述的核燃料包壳管在模拟LOCA工况下性能评价的实验装置，其特征在于：所述的第二控制单元包括信息处理器、设置在所述淬火腔上的测温窗口、能够透过所述的测温窗口检测所述核燃料包壳管温度的红外线检测仪、用于记录所述红外线检测仪检测温度值并将信息传递至所述信息处理器的监控器，其中由所述信息处理器根据接收到所述核燃料包壳管温度信息来下达所述的指令。

7.根据权利要求6所述的核燃料包壳管在模拟LOCA工况下性能评价的实验装置，其特征在于：所述辅热单元包括加热控制器、加热源、用于将所述的加热源与所述加热棒相连接的第一导线；以及一端部连接在所述红外线检测仪将信息传递至所述监控器的支路上、另一端部与所述加热控制器相连通的第二导线，其中所述的加热控制器根据接收所述红外线检测仪检测的信息向所述的加热棒下达加热指令。

8.根据权利要求1所述的核燃料包壳管在模拟LOCA工况下性能评价的实验装置，其特征在于：所述的排液单元包括位于所述淬火腔底部的排液管和排液阀。

9.根据权利要求1所述的核燃料包壳管在模拟LOCA工况下性能评价的实验装置，其特征在于：所述的实验装置还包括气体保护装置，该气体保护装置包括保护气体存储器、分别向所述真空腔和淬火腔内通入保护气体的管道、以及控制阀。

10.根据权利要求9所述的核燃料包壳管在模拟LOCA工况下性能评价的实验装置，其特征在于：所述的控制系统还包括用于控制所述气体保护装置通入所述真空腔和淬火腔内气体流量的第三控制单元。