[发明专利]一种核反应堆燃料棒熔化可视化实验装置及方法

摘要

一种核反应堆燃料棒熔化可视化实验装置及方法，包括带有若干个透窗的高温熔融炉，高温熔融炉内竖直设置有试验件，试验件的上端和下端分别设置有铼钼电极，铼钼电极将试验件，铼钼电极与穿过高温熔融炉侧壁的铜电极相连，试验件包括燃料棒，燃料棒内设置有钨铼加热棒，高温熔融炉外侧设置有用于对高温熔融炉进行冷却的冷却水循环系统。本发明通过高温熔融炉冷却水循环系统保证炉体外侧温度保持在安全限制以内，外部的高速摄像仪可以正常工作，能够真实模拟反应堆严重事故条件下堆芯熔化进程。本发明获得的实验数据可为传统数值模拟方法提供验证，降低现有严重事故分析程序的不确定性。

主权项

1.一种核反应堆燃料棒熔化可视化实验装置，其特征在于，包括带有若干个透窗的高温熔融炉，高温熔融炉内竖直设置有试验件，试验件的上端和下端分别设置有铼钼电极(22)，铼钼电极(22)将试验件，铼钼电极(22)与穿过高温熔融炉侧壁的铜电极(21)相连，试验件包括燃料棒(25)，燃料棒(25)内设置有钨铼加热棒(24)，高温熔融炉外侧设置有用于对高温熔融炉进行冷却的冷却水循环系统；高温熔融炉的顶部设置有上炉盖(16)，底部设置有下炉盖(17)，上炉盖(16)与液压机(8)相连，下炉盖(17)与叉车(7)相连，上炉盖(16)由液压机(8)控制升降，下炉盖(17)由叉车(7)控制升降；透窗呈圆台型，透窗的顶面开口处的直径为25mm，底面开口处的直径为74mm；高温熔融炉的炉体侧壁(18)上开设有6个透窗(19)，6个透窗沿炉体侧壁螺旋式上升排布，在周向上均匀分布；炉体侧壁(18)与燃料棒(25)之间设置有三层隔热层；穿过高温熔融炉侧壁，在不同高度设置有6个钨铼热电偶(20)；透窗处的高温熔融炉侧壁上设置有圆形盖板，圆形盖板与高温熔融炉侧壁上之间设置有石英玻璃(9)，圆形盖板上开设有圆孔；石英玻璃的直径为40mm；冷却水循环系统包括水箱(30)，上炉盖(16)上设置有管道，高温熔融炉体侧壁上设置有管道，下炉盖(17)上设置有管道，铜电极(21)上设置有管道；水箱(30)出口与水泵(26)入口相连，水泵(26)出口与五路分水器(31)相连，五路分水器(31)的出口分别与上炉盖上的管道入口、高温熔融炉体侧壁上的管道入口、下炉盖(17)上的管道入口、铜电极(21)上的管道入口以及罗茨泵(2)入口相连，上炉盖(16)上的管道出口、高温熔融炉体侧壁上的管道出口、下炉盖(17)上的管道出口、铜电极(21)上的管道出口以及罗茨泵(2)出口均与集水器(32)入口相连，集水器(32)出口与水箱(30)入口相连；水箱(30)内设置有水位计(29)，水箱(30)上方设置有冷却塔(28)，水箱(30)内设置有提升泵(27)，提升泵(27)出口与冷却塔(28)相连。