[实用新型]用于识别高温颗粒-水-蒸汽三相动态变化的可视化装置

说明书

本实用新型公开了一种用于识别高温颗粒‑水‑蒸汽三相动态变化的可视化装置，包括水箱、高温颗粒释放控制机构、氩气导管、氩气注气管、X射线产生和成像系统、光学高速摄像系统及控制器；水箱的侧壁为透明结构，水箱内盛有水，高温颗粒释放控制机构通过氩气导管与水箱的顶部相连通，氩气注气管与氩气导管相连通，X射线产生和成像系统及光学高速摄像系统位于水箱的外侧且正对水箱，控制器与高温颗粒释放控制机构的控制端、X射线产生和成像系统的控制端及光学高速摄像系统的控制端相连接，该装置能够精确观测分辨高温颗粒、蒸汽及水，以精确的获取高温颗粒的运动及变化轨迹。

技术领域

本实用新型涉及一种可视化装置，具体涉及一种用于识别高温颗粒-水-蒸汽三相动态变化的可视化装置。

背景技术

高温颗粒与冷却剂相互作用是核电站假想严重事故中的一个重要现象和过程。在以往的反应堆严重事故分析中，这种现象得到了大量的实验研究。核电站的蒸汽爆炸可能发生在高温颗粒与冷却剂相互作用过程中。一般认为，核电站的蒸汽爆炸是高温颗粒碎化、传热面积急剧增大，使得蒸发速率激增、引起的压力突增的现象。此外，高温颗粒与的相互作用过程还可能发生在冶金工业炼钢炉事故当中。因此，如何精确且稳定的获取高温颗粒的运动及其变化轨迹、蒸汽的动态产生过程及其产生量、高温颗粒周围蒸汽薄膜的厚度、水箱压力与温度等重要的研究信息是实验装置设计的重要依据。但是现有的识别高温颗粒-水-蒸汽三相动态变化的可视化装置都无法精确地观测分辨高温颗粒与蒸汽、水，进而无法精确地获取关于高温颗粒的运动及其变化轨迹、高温颗粒周围的蒸汽薄膜等重要的研究信息。

据检索，发现以下与本申请相关的公开专利的文献，具体公开内容如下：

专利文献CN107393607A公开了一种反应堆堆芯熔融物与混凝土反应试验系统及方法，该系统包括内置混凝土试验件的实验部件，提供熔炼炉电源的中频电源柜，提供高温熔融物的熔炼炉，与熔炼炉连接的远程操控倾倒装置、熔融物石墨导流槽和冷却水回路；试验系统还包括配套的配电设备、仪控设备和数据测量采集设备；冷却水回路中，离心水泵驱动冷却水箱中的水依次流经中频电源柜和熔炼炉的冷却通道防止中频电源柜和熔炼炉中的感应线圈过温烧毁，被加热的冷却水经板式换热器和冷却塔恢复到初始水温后再返回冷却水箱；另外，通过开展核反应堆堆芯熔融物与混凝土的反应试验，获得反应堆严重事故条件下的熔融物与混凝土反应的烧蚀特性数据，可用于反应堆的安全设计。

专利文献CN103091349A公开了一种水与熔融金属相互作用动态过程可视化实验装置，包括：加热水箱，用于实验用水的存储以及保持所需温度；注水管，设置在加热水箱下端，并与加热水箱连接为一整体；反应容器，设置在注水管的下方，用于盛储熔融金属并对其加热；反应容器包括反应容器基座及加热板，加热板设置在反应容器基座的内部，反应容器基座上设有反应过程可视窗。可以调节实验所需水注入速度、水注入量以及水柱注入到水滴注入的转变，通过反应过程可视窗从外部对实验过程直接进行拍摄，在水与熔融金属相互作用过程中，可以同时对不透明的熔融金属液位上方与液位下方的反应过程进行观测，有助于对水与熔融金属相互作用类型和发生机理进行研究。

专利文献CN103913544A公开了一种熔融物与冷却剂相互作用相关热工水力研究实验水箱，水箱主体用于冷却剂的进出和盛储，水箱主体外部设有热电偶和压力传感器，水箱主体的壁面上还设有可视窗，可视窗与水箱主体之间密封设置；加热装置设置于水箱主体的内部，用于对水箱内部冷却剂的加热和控温；提升机构与金属收集盘相连接，用于控制金属收集盘的提升和下降；金属收集盘设置于水箱主体内部，用于试验后金属的收集和金属颗粒大小的测量。通过对水注入量进行改变，实现可视化，并对温度和压力进行实时采集以及实验后金属颗粒的收集和颗粒大小的测量。实验过程中，可同时在四个方向对反应过程进行观测，有助于对熔融金属与冷却剂相互作用类型和发生机理进行研究。

上述专利均不能精确地观测分辨高温颗粒与蒸汽、水，进而无法精确地获取关于高温颗粒的运动及其变化轨迹、高温颗粒周围的蒸汽薄膜等重要的研究信息。

实用新型内容