[发明专利]一种研究核反应堆燃料棒熔化特性的可视化实验装置

摘要

一种研究核反应堆燃料棒熔化特性的可视化实验装置，该实验装置是研究基于替代材料的模拟燃料棒熔化过程来间接研究堆芯燃料棒熔化机理的实验装置，主体实验件放置于透明的石英玻璃管内，以实现实验过程的可视化记录；在实验中，通过注水装置向石英玻璃管容器内注入去离子水，然后利用电力系统对模拟燃料棒内的加热棒进行加热至材料发生熔化；在实验中，对模拟燃料棒的不同位置进行温度测量，使用高速摄像仪对模拟燃料棒熔化过程进行拍摄记录，获得模拟燃料棒熔化过程中的表面变化过程以及熔化液滴烛化流动等特性；本发明为核反应堆严重事故堆芯熔化过程中燃料棒的高温熔化和烛化机理研究提供重要的实验装置。

主权项

1.一种研究核反应堆燃料棒熔化特性的可视化实验装置，其特征在于：所述的实验装置的模拟燃料棒是基于核反应堆燃料棒结构设计的一种替代材料棒，通过将其安置在一个石英玻璃管容器内进行实验从而达到实验过程的可视化，包括石英玻璃管容器主体(1)、电力系统(2)、测量系统(3)、注水装置(4)和排水系统装置(5)；所述的石英玻璃管容器主体(1)包括石英玻璃管(102)，设置在石英玻璃管(102)上下部的可拆卸的石英玻璃管上部盖板(106)和可拆卸的石英玻璃管下部盖板(105)，通过顶部固定桩(104)和底部固定桩(103)固定在石英玻璃管上部盖板(106)和可拆卸的石英玻璃管下部盖板(105)间的模拟燃料棒(101)；所述的模拟燃料棒(101)包括加热棒(101‑1)以及包覆在加热棒(101‑1)外的包壳(101‑2)；所述包壳(101‑2)的材料为伍德合金；所述的电力系统(2)为石英玻璃管容器主体(1)中的加热棒装置(101‑1)和测量系统(3)提供电源；所述的测量系统(3)包括对石英玻璃管容器主体(1)进行温度监测的温度测量系统(301)、第一高速摄像仪(302)、第二高速摄像仪(303)和位置测量尺(304)；所述第一高速摄像仪(302)和第二高速摄像仪(303)分别设置在石英玻璃管容器主体(1)外两侧，实时记录实验过程中模拟燃料棒(101)的熔化过程及表面形态变化；所述位置测量尺(304)放置在包壳(101‑2)旁，为第一高速摄像仪(302)和第二高速摄像仪(303)的拍摄提供位置信息；所述注水装置(4)设置在石英玻璃管容器主体(1)顶部，排水系统装置(5)设置在石英玻璃管容器主体(1)底部。