[发明专利]燃料棒束两相流动流固耦合试验回路

说明书

本发明提供了一种燃料棒束两相流动流固耦合试验回路，包括燃料棒束两相流动流固耦合试验台、止回阀、流量计、第一控制阀、循环泵、开式水箱、第二控制阀、电磁阀、压力表、减压阀、气罐、干燥机、空气压缩机、第一管路、第二管路以及第三管路；第一管路的一端连接开式水箱，第二管路的一端连接开式水箱，第三管路的一端连接空气压缩机，第一管路、第二管路以及第三管路的另一端均连接燃料棒束两相流动流固耦合试验台；第一管路上设置有第二控制阀；第二管路上设置有循环泵、第一控制阀、流量计；第三管路上设置有干燥机、气罐、减压阀、压力表、电磁阀、止回阀。本发明能够在测试燃料棒束通道间流动状态的同时测试棒束所受的流体力和振动状态。

技术领域

本发明涉及核反应堆技术领域，具体地，涉及一种燃料棒束两相流动流固耦合试验回路。

背景技术

燃料组件设计是反应堆堆芯设计的核心工作，在进行燃料组件结构设计时需评估棒束间的流动结构对燃料组件换热性能的影响，同时还需评估燃料棒束间的单相及可能发生的两相流动引起的燃料棒束流致振动是否在合理范围内，以保证燃料组件的可靠运行。基于以上需求须设计燃料棒束两相流动流固耦合试验回路以评估燃料棒束的流致振动。传统的燃料棒束两相流动实验台偏重于研究棒束通道间的两相流动结构，两相流动结构指棒束通道里的流场形态，即流量、速度与压力分布等，一般实验台无法测量棒束的流体力，且缺乏燃料棒束流致振动效应的测试功能。本发明提供了一种燃料棒束两相流动流固耦合试验回路，该试验台能在保证棒束通道间两相流动结构测试功能的基础上同时开展燃料棒束流致振动效应测试，为日益精细化的燃料组件设计工作提供技术支撑。

公开号为CN110926755A的专利文献公开了一种可视化试验系统，该系统包括：燃料组件；管路系统，用于使得流动工质能够在燃料组件内部流动；测量控制装置，用于采集测量参数，并根据采集的测量参数控制所述管路系统各器件工作，获得燃料组件内部的速度分布和压降分布。该专利文献中的技术方案可以测量燃料组件内部的压降分布和速度分布，通过合理的设计燃料组件和选择流动工质，可以将模型试验的数据应用到原型试验中，减小试验次数，降低试验难度和节约实验成本。但是，该专利文献中的技术方案仅能够测试燃料组件内部的速度和压降分布，不能测量燃料组件棒束之间的流致振动。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种燃料棒束两相流动流固耦合试验回路。

根据本发明提供的一种燃料棒束两相流动流固耦合试验回路，包括燃料棒束两相流动流固耦合试验台、止回阀、流量计、第一控制阀、循环泵、开式水箱、第二控制阀、电磁阀、压力表、减压阀、气罐、干燥机、空气压缩机、第一管路、第二管路以及第三管路；

所述第一管路的一端连接开式水箱，第一管路的另一端连接燃料棒束两相流动流固耦合试验台，第一管路上设置有第二控制阀；

所述第二管路的一端连接开式水箱，第二管路的另一端连接燃料棒束两相流动流固耦合试验台，第二管路上从一端到另一端依次设置有循环泵、第一控制阀、流量计；

所述第三管路的一端连接空气压缩机，第三管路的另一端连接燃料棒束两相流动流固耦合试验台，第三管路上从一端到另一端依次设置有干燥机、气罐、减压阀、压力表、电磁阀、止回阀。

优选地，燃料棒束两相流动流固耦合试验台包括模拟棒束、试验段箱体、密封圈、棒束拉紧螺栓连接件、拉力测试机构以及试验台支架；

所述试验段箱体安装在试验支架上，试验段箱体内设置有一个或多个模拟棒束，试验段箱体内还设置有一个或多个试验棒束安装位置；

试验棒束安装在试验段箱体内后两端通过密封圈与试验段箱体连接，试验棒束两端超出试验段箱体的部分分别同轴连接棒束拉紧螺栓连接件，棒束拉紧螺栓连接件的周向和轴向分别通过拉力测试机构连接试验支架。

优选地，所述拉力测试机构包括拉压力传感器、拉紧螺栓、锁紧螺母；