CN106535364B - 一种加热装置、核反应堆堆芯功率模拟装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种加热装置、核反应堆堆芯功率模拟装置及方法，对应装置及方法中，通过制造可匹配核反应堆堆芯燃料元件寿期初期和末期不同轴向功率分布的非均匀电加热元件，将两种类型的非均匀电加热元件直接插入包壳管即可核反应堆寿期初期和末期阶段堆芯功率轴向不均匀分布的模拟；通过将两种非均匀电加热元件进行组合，以及通过电加热元件位置固定和调节装置控制非均匀电加热元件的插入深度，即可实现核反应堆不同时期的堆芯功率轴向非均匀分布模拟。该装置及方法简单可行，能够准确核反应堆不同寿期下堆芯功率轴向和径向的不均匀分布。

Description

一种加热装置、核反应堆堆芯功率模拟装置及方法

技术领域

本发明涉及用于模拟核反应堆工作状态的模拟装置技术领域，特别是涉及一种加热装置、核反应堆堆芯功率模拟装置及方法。

背景技术

核反应堆热工水力实验研究中需要对正常运行工况以及事故工况下堆芯的功率进行模拟，研究正常运行工况以及事故工况下堆芯流体的流动、传热、临界热流密度以及堆芯燃料元件安全等热工水力特性。因此堆芯燃料元件的模拟精确度直接影响到核反应堆堆芯热工水力实验的结果。

现有的堆芯功率模拟方法都采用均匀分布模拟，为了提高核反应堆堆芯热工水力实验的模拟精度，非常有必要发明一种真实模拟核反应堆堆芯功率不均匀分布的实验系统及方法。

发明内容

本发明提供了一种加热装置、核反应堆堆芯功率模拟装置及方法，该发明提供的装置及方法，可提高核反应堆堆芯热工水力实验的模拟精度。

为解决上述问题，本发明提供的一种加热装置、核反应堆堆芯功率模拟装置及方法通过以下技术要点来解决问题：一种加热装置，包括电加热元件，所述电加热元件包括元件a和元件b，所述元件a和元件b均包括电加热丝，所述电加热丝呈条状，电加热丝的一端为接线端，各电加热丝的接线端上均连接有用于向各电加热丝通入电流的两根导线；

所述元件a中，沿着元件a的长度方向，由元件a的接线端至另一端，电加热丝各点的发热功率先单调递增再单调递减，所述元件a发热功率的最大点靠近电加热丝的接线端；

所述元件b中，沿着元件b的长度方向，由元件b的接线端至另一端，电加热丝各点的发热功率先单调递增再单调递减，所述元件b发热功率的最大点靠近电加热丝的另一端。

具体的，现有技术中，压水反应堆堆芯可由几何形状和机械结构完全相同的燃料组件构成近圆柱形核反应区，也可由几种几何形状和机械结构完全不同的燃料组件构成近圆柱形核反应区，燃料组件数目越多，堆芯功率越高。由于引起链式裂变反应的中子在反应堆堆芯中呈现非均匀分布，因此核反应堆堆芯功率也呈现非均匀分布。一般地，均匀圆柱体裸堆临界条件下径向的中子注量率分布为对称于堆芯中心的余弦函数，轴向的中子注量率分布为对称于堆芯中心的贝塞尔函数。现有堆芯中，为了提高中子利用率，反应堆堆芯都设计有反射层。从堆芯泄漏出来的中子部分返回堆芯，堆芯的功率分布呈现近余弦函数分布。另外随着堆芯燃料深度的增加，堆芯的轴向和径向功率分布都会发生改变。

本加热装置中，通过设置为电加热元件包括元件a和元件b，同时，元件a和元件b均包括电加热丝，元件a中，沿着元件a的长度方向，电加热丝各点的发热功率先单调递增再单调递减，所述元件a发热功率的最大点靠近电加热丝的接线端，元件b中，沿着元件b的长度方向，电加热丝各点的发热功率先单调递增再单调递减，所述元件b发热功率的最大点靠近电加热丝的另一端，这样，各电加热丝的非接线端作为另一端，将各电加热丝的另一端作为前端置入压力容器中作为模拟堆芯燃料元件的发热部件，这样，沿着各电加热丝的长度方向，电加热丝各点的发热功率先单调递增再单调递减，将电加热丝的长度方向设置为平行于压力容器的轴线方向，同时，多个电加热元件协同工作，采用本加热装置模拟核释热，实现模拟核反应堆堆芯轴向和径向产热不均匀分布的实际情况；通过改变置入压力容器中的电加热元件类型和置入位置，本加热装置满足进行核反应堆不同寿期的堆芯燃料热工水力特性实验的要求。

以上方案中，多根电加热元件同时使用，同时所采用的电加热元件中包含不同类型的电加热元件或包括其中一种电加热元件，这样，根据核反应堆燃料寿期初期和末期堆芯的轴向功率分布设计了两种不同类型的电加热元件，通过调整两种类型电加热元件的比例以及电加热元件的插入深度可以模拟核反应堆燃料不同寿期时堆芯功率的轴向非均匀分布情况。

以上方案中，作为本领域技术人员，如从压力容器的下端插入电加热元件，在模拟堆芯燃料元件寿命末期的产热时，采用元件b，即此时压力容器内功率峰值处位于压力容器的顶端；在模拟堆芯燃料元件寿命初期的产热时，采用元件a，即此时压力容器内功率峰值处位于压力容器的底端；在模拟堆芯燃料元件寿命中期的产热时，采用元件b和/或元件a，通过将电加热元件的功率最大位置设置于压力容器的中部，即此时压力容器内功率峰值处位于压力容器的中部。

以上元件a和元件b可通过弯折的电阻丝，即可通过将电阻丝对折，电阻丝的两端分别连接一根导线的形式，此形式下由所得元件的一端至另一端，截面积先线性递减在线性递增，截面积最小处即为功率最大点；以上元件a和元件b可通过电阻丝绕卷制得，此时绕卷的电阻丝的两个端部位于同一位置，以在电加热元件使用时导线不用置入压力容器中，此种实现方式可通过控制元件各段电阻丝绕卷的密度，来控制沿着电加热元件长度方向的功率，即有电加热元件的一端至另一端，电阻丝绕卷的密度先限定递增再线性递减，在绕卷的最密实区域获得功率最大点。

作为以上加热装置进一步的技术方案：

作为电加热丝的具体实现形式，所述电加热丝均呈U形结构状，电加热丝的接线端为U形结构的开口端，各电加热丝开口端的各端上均连接有一根导线，且各电加热丝中，由电加热丝的底端至开口端，电加热丝的横截面积先单调递减再单调递增。以上结构中，由电加热丝的底端至开口端即为对应电加热元件的长度方向，此种方式的电加热丝制作方便，沿着电加热元件的长度方向，相邻各点的发热功率平滑变化，便于得到发热功率先单调递增再单调递减的电加热元件。

作为一种对电加热丝有保护功能的实现方式，所述元件a和元件b均包括用于容置对应电加热丝的外壁管，所述外壁管为一端封闭的筒状结构，电加热丝均完全嵌入对应外壁管中，电加热丝与对应外壁管的内壁之间、电加热丝所围成的U形区域内均设置有绝缘层，电加热丝的开口端靠近对应外壁管的开口端，且各外壁管内均设置有密封塞，所述密封塞位于该外壁管的开口端至其内电加热丝的开口端之间。本方案中，绝缘层和外壁管均用于对对应的电加热丝进行封装，这样，可使得电加热丝长期保持稳定的性能。

本发明还公开了一种核反应堆堆芯功率模拟装置，该模拟装置包括以上提供的任意一种加热装置方案，还包括呈管状的包壳，所述包壳的数量为元件a与元件b的数量之和，各元件a和各元件b分别嵌入一根包壳中，所述包壳上均设置有用于固定其上的元件a或元件b的固定装置。

本模拟装置方案中，所述包壳可用于模拟反应堆堆芯中的燃料元件包壳，这样，以使得本模拟装置中采用到的加热装置能够更为准确的模拟燃料元件的释热。以上固定装置用于将对应的元件固定于包壳中。

作为以上所述的一种核反应堆堆芯功率模拟装置进一步的技术方案，所述固定装置为螺纹连接于各包壳上的螺栓，所述螺栓通过向元件a或元件b提供压应力，完成元件a或元件b在对应包壳内的固定。本方案中，设置为固定装置为螺栓，不仅固定装置实现方案简单，同时，元件在对应包壳内的位置调整方便。作为本领域技术人员，以上螺栓螺纹连接于包壳的壁面上，位于包壳中的元件a或元件b两侧分别受到包壳内壁约束和螺栓端部压应力时，可实现元件a或元件b在对应包壳中的固定。

作为包壳的具体实现形式，所述包壳为一端封闭的管状结构，元件a和元件b各自的接线端位于对应包壳的外侧。此种形式的包壳更接近于反应堆堆芯中的燃料组件包壳。

同时，本发明还提供了一种核反应堆堆芯功率模拟方法，该方法采用以上提供的任意一种核反应堆堆芯功率模拟装置，模拟核反应堆堆芯燃料元件释热。

作为以上一种核反应堆堆芯功率模拟方法进一步的技术方案，该方法包括顺序进行的以下步骤：

S1、在压力容器的底部或顶部开设多个连通压力容器内、外侧的通孔，所述通孔的轴线方向均位于压力容器的轴线方向，所述通孔的数量与被模拟的反应堆堆芯中的燃料元件数量相等，且通孔之间的相对位置关系与被模拟的反应堆堆芯中的燃料元件的相对位置关系相同；

S2、在各通孔中均插入包壳，完成包壳与压力容器的固定；

S3、向各包壳中插入一个元件a或元件b，并通过各包壳上的固定装置完成元件a或元件b在对应包壳上的固定；

向各包壳中插入元件a或元件b的依据、元件a或元件b在对应包壳中的位置设置依据如下：

若模拟反应堆堆芯中燃料元件在寿命初期的释热，则加热装置发热功率最大点位于压力容器的下端；

若模拟反应堆堆芯中燃料元件在寿命中期的释热，则加热装置发热功率最大点位于压力容器的中部；

若模拟反应堆堆芯中燃料元件在寿命末期的释热，则加热装置发热功率最大点位于压力容器的上端；

S4、通过导线对相应电加热元件进行供电；

S5、更换包壳中的电加热元件类型或/和改变电加热元件在对应包壳中的位置。

本模拟方法的实现依赖于上述模拟装置，通过本方法，可很好的发挥本发明提供的模拟装置的性能，达到提高核反应堆堆芯热工水力实验的模拟精度的目的。本模拟方法能够用在全温全压条件下进行全寿期不同燃耗深度下核反应堆堆芯热工水力特性的研究。

为了更为准确的模拟反应堆堆芯燃料元件的释热，在本方法实施时可能会用到数百根电加热元件，为便于控制各根电加热元件的工作状态，在对电加热元件通电之前，以压力容器的轴线为中心，将位于同一圆周上的电加热元件的导线并联在一起。

本方法中，通过将两种非均匀电加热元件进行组合，以及通过调节非均匀电加热元件的插入深度，即可实现核反应堆不同时期的堆芯功率轴向非均匀分布模拟。通过将堆芯燃料元件释热模拟的电热元件进行分区和分组控制电流的方法来实现核反应堆不同寿期阶段堆芯功率径向不均匀分布的模拟。该方法简单可行，能够准确反映核反应堆不同寿期下堆芯功率轴向和径向的不均匀分布情况。

本发明具有以下有益效果：

本方案提供了一种加热装置、基于该加热装置的核反应堆堆芯功率模拟装置，基于上述模拟装置的核反应堆堆芯功率模拟方法。

上述加热装置方案，多根电加热元件同时使用，同时所采用的电加热元件中包含不同类型的电加热元件或包括其中一种电加热元件，这样，根据核反应堆燃料寿期初期和末期堆芯的轴向功率分布设计了两种不同类型的电加热元件，通过调整两种类型电加热元件的比例以及电加热元件的插入深度可以模拟核反应堆燃料不同寿期时堆芯功率的轴向非均匀分布。

基于该加热装置的核反应堆堆芯功率模拟装置方案，所述包壳可用于模拟反应堆堆芯中的燃料元件包壳，这样，以使得本模拟装置中采用到的加热装置能够更为准确的模拟燃料元件的释热。

基于上述模拟装置的核反应堆堆芯功率模拟方法方案，通过将两种非均匀电加热元件进行组合，以及通过调节非均匀电加热元件的插入深度，即可实现核反应堆不同时期的堆芯功率轴向非均匀分布模拟。通过将堆芯燃料元件释热模拟的电热元件进行分区和分组控制电流的方法来实现核反应堆不同寿期阶段堆芯功率径向不均匀分布的模拟。该方法简单可行，能够准确反映核反应堆不同寿期下堆芯功率轴向和径向的不均匀分布情况。

附图说明

图1为本发明所述的一种加热装置、核反应堆堆芯功率模拟装置一个具体实施例的安装示意图；

图2为本发明所述的一种加热装置、核反应堆堆芯功率模拟装置一个具体实施例中，电加热元件的结构示意图，其中，所示为元件a；

图3为本发明所述的一种加热装置、核反应堆堆芯功率模拟装置一个具体实施例中，电加热元件的结构示意图，其中，所示为元件b。

图中标记分别为：1、压力容器，2、电加热元件，3、包壳，4、固定装置，5、外壁管，6、电加热丝，7、绝缘层，8、密封塞，9、导线。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但是本发明不仅限于以下实施例：

实施例1：

如图1至图3所示，一种加热装置，包括电加热元件2，所述电加热元件2包括元件a和元件b，所述元件a和元件b均包括电加热丝6，所述电加热丝6呈条状，电加热丝6的一端为接线端，各电加热丝6的接线端上均连接有用于向各电加热丝6通入电流的两根导线9；

所述元件a中，沿着元件a的长度方向，由元件a的接线端至另一端，电加热丝6各点的发热功率先单调递增再单调递减，所述元件a发热功率的最大点靠近电加热丝6的接线端；

所述元件b中，沿着元件b的长度方向，由元件b的接线端至另一端，电加热丝6各点的发热功率先单调递增再单调递减，所述元件b发热功率的最大点靠近电加热丝6的另一端。

具体的，现有技术中，压水反应堆堆芯可由几何形状和机械结构完全相同的燃料组件构成近圆柱形核反应区，也可由几种几何形状和机械结构完全不同的燃料组件构成近圆柱形核反应区，燃料组件数目越多，堆芯功率越高。由于引起链式裂变反应的中子在反应堆堆芯中呈现非均匀分布，因此核反应堆堆芯功率也呈现非均匀分布。一般地，均匀圆柱体裸堆临界条件下径向的中子注量率分布为对称于堆芯中心的余弦函数，轴向的中子注量率分布为对称于堆芯中心的贝塞尔函数。现有堆芯中，为了提高中子利用率，反应堆堆芯都设计有反射层。从堆芯泄漏出来的中子部分返回堆芯，堆芯的功率分布呈现近余弦函数分布。另外随着堆芯燃料深度的增加，堆芯的轴向和径向功率分布都会发生改变。

本加热装置中，通过设置为电加热元件2包括元件a和元件b，同时，元件a和元件b均包括电加热丝6，元件a中，沿着元件a的长度方向，电加热丝6各点的发热功率先单调递增再单调递减，所述元件a发热功率的最大点靠近电加热丝6的接线端，元件b中，沿着元件b的长度方向，电加热丝6各点的发热功率先单调递增再单调递减，所述元件b发热功率的最大点靠近电加热丝6的另一端，这样，各电加热丝6的非接线端作为另一端，将各电加热丝6的另一端作为前端置入压力容器1中作为模拟堆芯燃料元件的发热部件，这样，沿着各电加热丝6的长度方向，电加热丝6各点的发热功率先单调递增再单调递减，将电加热丝6的长度方向设置为平行于压力容器1的轴线方向，同时，多个电加热元件2协同工作，采用本加热装置模拟核释热，实现模拟核反应堆堆芯轴向和径向产热不均匀分布的实际情况；通过改变置入压力容器1中的电加热元件2类型和置入位置，本加热装置满足进行核反应堆不同寿期的堆芯燃料热工水力特性实验的要求。

以上方案中，多根电加热元件2同时使用，同时所采用的电加热元件2中包含不同类型的电加热元件2或包括其中一种电加热元件2，这样，根据核反应堆燃料寿期初期和末期堆芯的轴向功率分布设计了两种不同类型的电加热元件2，通过调整两种类型电加热元件2的比例以及电加热元件2的插入深度可以模拟核反应堆燃料不同寿期时堆芯功率的轴向非均匀分布情况。

以上方案中，作为本领域技术人员，如从压力容器1的下端插入电加热元件2，在模拟堆芯燃料元件寿命末期的产热时，采用元件b，即此时压力容器1内功率峰值处位于压力容器1的顶端；在模拟堆芯燃料元件寿命初期的产热时，采用元件a，即此时压力容器1内功率峰值处位于压力容器1的底端；在模拟堆芯燃料元件寿命中期的产热时，采用元件b和/或元件a，通过将电加热元件2的功率最大位置设置于压力容器1的中部，即此时压力容器1内功率峰值处位于压力容器1的中部。

以上元件a和元件b可通过弯折的电阻丝，即可通过将电阻丝对折，电阻丝的两端分别连接一根导线9的形式，此形式下由所得元件的一端至另一端，截面积先线性递减在线性递增，截面积最小处即为功率最大点；以上元件a和元件b可通过电阻丝绕卷制得，此时绕卷的电阻丝的两个端部位于同一位置，以在电加热元件2使用时导线9不用置入压力容器1中，此种实现方式可通过控制元件各段电阻丝绕卷的密度，来控制沿着电加热元件2长度方向的功率，即有电加热元件2的一端至另一端，电阻丝绕卷的密度先限定递增再线性递减，在绕卷的最密实区域获得功率最大点。

本实施例中，电加热丝6可采用镍络合金、镍铁合金、镍铜合金以及铁络合金等发热性能良好的加热丝材料。针对特定的被模拟对象，由于堆芯燃料元件具有特定的寿期初期、寿期末期功率分布曲线，针对元件a和元件b各段的功率分布，元件a和元件b各段的发热功率情况按照以上功率分布曲线加工。

本实施例还公开了一种核反应堆堆芯功率模拟装置，该模拟装置包括以上提供的任意一种加热装置方案，还包括呈管状的包壳3，所述包壳3的数量为元件a与元件b的数量之和，各元件a和各元件b分别嵌入一根包壳3中，所述包壳3上均设置有用于固定其上的元件a或元件b的固定装置4。

本模拟装置方案中，所述包壳3可用于模拟反应堆堆芯中的燃料元件包壳3，这样，以使得本模拟装置中采用到的加热装置能够更为准确的模拟燃料元件的释热。以上固定装置4用于将对应的元件固定于包壳3中。

本实施例中，由于所采用的包壳3不需要具备热中子的吸收截面小、屈服强度高、抗腐蚀能力强等特点，为节约材料成本，采用Inconel600、Inconel625以及Inconel690等高强度材料作为包壳3材料。

同时，本发明还提供了一种核反应堆堆芯功率模拟方法，该方法采用以上提供的任意一种核反应堆堆芯功率模拟装置，模拟核反应堆堆芯燃料元件释热。

实施例2：

本实施例在实施例1的基础上作进一步限定，如图1至图3所示，作为以上加热装置进一步的技术方案：作为电加热丝6的具体实现形式，所述电加热丝6均呈U形结构状，电加热丝6的接线端为U形结构的开口端，各电加热丝6开口端的各端上均连接有一根导线9，且各电加热丝6中，由电加热丝6的底端至开口端，电加热丝6的横截面积先单调递减再单调递增。以上结构中，由电加热丝6的底端至开口端即为对应电加热元件2的长度方向，此种方式的电加热丝6制作方便，沿着电加热元件2的长度方向，相邻各点的发热功率平滑变化，便于得到发热功率先单调递增再单调递减的电加热元件2。

作为一种对电加热丝6有保护功能的实现方式，所述元件a和元件b均包括用于容置对应电加热丝6的外壁管5，所述外壁管5为一端封闭的筒状结构，电加热丝6均完全嵌入对应外壁管5中，电加热丝6与对应外壁管5的内壁之间、电加热丝6所围成的U形区域内均设置有绝缘层7，电加热丝6的开口端靠近对应外壁管5的开口端，且各外壁管5内均设置有密封塞8，所述密封塞8位于该外壁管5的开口端至其内电加热丝6的开口端之间。本方案中，绝缘层7和外壁管5均用于对对应的电加热丝6进行封装，这样，可使得电加热丝6长期保持稳定的性能。

本实施例中，外壁管5采用耐温性和抗压性能好的金属管，如不锈钢或者紫铜管，绝缘层7可采用绝缘粉末进行填充，如氧化镁粉末，密封塞8可采用陶瓷，即对外壁管5进行陶瓷封装。

实施例3：

本实施例在实施例1提供的技术方案的基础上对本案作进一步限定：如图1至图3，作为以上所述的一种核反应堆堆芯功率模拟装置进一步的技术方案，所述固定装置4为螺纹连接于各包壳3上的螺栓，所述螺栓通过向元件a或元件b提供压应力，完成元件a或元件b在对应包壳3内的固定。本方案中，设置为固定装置4为螺栓，不仅固定装置4实现方案简单，同时，元件在对应包壳3内的位置调整方便。作为本领域技术人员，以上螺栓螺纹连接于包壳3的壁面上，位于包壳3中的元件a或元件b两侧分别受到包壳3内壁约束和螺栓端部压应力时，可实现元件a或元件b在对应包壳3中的固定。

作为包壳3的具体实现形式，所述包壳3为一端封闭的管状结构，元件a和元件b各自的接线端位于对应包壳3的外侧。此种形式的包壳3更接近于反应堆堆芯中的燃料组件包壳。

实施例4：

本实施例在实施例1的基础上作进一步限定：作为以上一种核反应堆堆芯功率模拟方法进一步的技术方案，该方法包括顺序进行的以下步骤：

S1、在压力容器1的底部或顶部开设多个连通压力容器1内、外侧的通孔，所述通孔的轴线方向均位于压力容器1的轴线方向，所述通孔的数量与被模拟的反应堆堆芯中的燃料元件数量相等，且通孔之间的相对位置关系与被模拟的反应堆堆芯中的燃料元件的相对位置关系相同；

S2、在各通孔中均插入包壳3，完成包壳3与压力容器1的固定；

S3、向各包壳3中插入一个元件a或元件b，并通过各包壳3上的固定装置4完成元件a或元件b在对应包壳3上的固定；

向各包壳3中插入元件a或元件b的依据、元件a或元件b在对应包壳3中的位置设置依据如下：

若模拟反应堆堆芯中燃料元件在寿命初期的释热，则加热装置发热功率最大点位于压力容器1的下端；

若模拟反应堆堆芯中燃料元件在寿命中期的释热，则加热装置发热功率最大点位于压力容器1的中部；

若模拟反应堆堆芯中燃料元件在寿命末期的释热，则加热装置发热功率最大点位于压力容器1的上端；

S4、通过导线9对相应电加热元件2进行供电；

S5、更换包壳3中的电加热元件2类型或/和改变电加热元件2在对应包壳3中的位置。

本实施例中，包壳3与压力容器1的固定采用焊接连接，同时焊接后进行水压试验，在水压试验合格后，再进行S3步骤。

本模拟方法的实现依赖于上述模拟装置，通过本方法，可很好的发挥本发明提供的模拟装置的性能，达到提高核反应堆堆芯热工水力实验的模拟精度的目的。本模拟方法能够用在全温全压条件下进行全寿期不同燃耗深度下核反应堆堆芯热工水力特性的研究。

核反应堆堆芯一般采用圆柱形布置方式，均匀圆柱体裸堆临界条件下径向的功率分布为对称于堆芯中心的余弦函数，在反射层的作用下，堆芯外围的功率有所上升，不过仍然对称堆芯分布。为了更为准确的模拟反应堆堆芯燃料元件的释热，在本方法实施时可能会用到数百根电加热元件2，为便于控制各根电加热元件2的工作状态，在对电加热元件2通电之前，以压力容器1的轴线为中心，将位于同一圆周上的电加热元件2的导线9并联在一起。这样，同一圆周上的或者相邻的电加热元件2引线接成一组：然后根据核反应堆不同寿期堆芯功率的径向分布确定试验中堆芯功率的径向分布曲线；最后根据径向分布曲线控制各组电加热元件2的通电电流，从而实现核反应堆不同寿期阶段堆芯功率径向不均匀分布的模拟。

本方法中，通过将两种非均匀电加热元件2进行组合，以及通过调节非均匀电加热元件2的插入深度或更换电加热元件2类型，即可实现核反应堆不同时期的堆芯功率轴向非均匀分布模拟。通过将堆芯燃料元件释热模拟的电热元件进行分区和分组控制电流的方法来实现核反应堆不同寿期阶段堆芯功率径向不均匀分布的模拟。该方法简单可行，能够准确反映核反应堆不同寿期下堆芯功率轴向和径向的不均匀分布情况。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的技术方案下得出的其他实施方式，均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (2)

1.一种核反应堆堆芯功率模拟方法，其特征在于，该方法采用核反应堆堆芯功率模拟装置，模拟核反应堆堆芯燃料元件释热；

所述核反应堆堆芯功率模拟装置包括加热装置，所述加热装置包括电加热元件（2），所述电加热元件（2）包括元件a和元件b，所述元件a和元件b均包括电加热丝（6），所述电加热丝（6）呈条状，电加热丝（6）的一端为接线端，各电加热丝（6）的接线端上均连接有用于向各电加热丝（6）通入电流的两根导线（9）；

所述元件a中，沿着元件a的长度方向，由元件a的接线端至另一端，电加热丝（6）各点的发热功率先单调递增再单调递减，所述元件a发热功率的最大点靠近电加热丝（6）的接线端；

所述元件b中，沿着元件b的长度方向，由元件b的接线端至另一端，电加热丝（6）各点的发热功率先单调递增再单调递减，所述元件b发热功率的最大点靠近电加热丝（6）的另一端；

所述核反应堆堆芯功率模拟装置还包括呈管状的包壳（3），所述包壳（3）的数量为元件a与元件b的数量之和，各元件a和各元件b分别嵌入一根包壳（3）中，所述包壳（3）上均设置有用于固定其上的元件a或元件b的固定装置（4）；

该方法包括顺序进行的以下步骤：

S1、在压力容器（1）的底部或顶部开设多个连通压力容器（1）内、外侧的通孔，所述通孔的轴线方向均位于压力容器（1）的轴线方向，所述通孔的数量与被模拟的反应堆堆芯中的燃料元件数量相等，且通孔之间的相对位置关系与被模拟的反应堆堆芯中的燃料元件的相对位置关系相同；

S2、在各通孔中均插入包壳（3），完成包壳（3）与压力容器（1）的固定；

S3、向各包壳（3）中插入一个元件a或元件b，并通过各包壳（3）上的固定装置（4）完成元件a或元件b在对应包壳（3）上的固定；

向各包壳（3）中插入元件a或元件b的依据、元件a或元件b在对应包壳（3）中的位置设置依据如下：

若模拟反应堆堆芯中燃料元件在寿命初期的释热，则加热装置发热功率最大点位于压力容器的下端；

若模拟反应堆堆芯中燃料元件在寿命中期的释热，则加热装置发热功率最大点位于压力容器的中部；

若模拟反应堆堆芯中燃料元件在寿命末期的释热，则加热装置发热功率最大点位于压力容器的上端；

S4、通过导线（9）对相应电加热元件（2）进行供电；

S5、更换包壳（3）中的电加热元件（2）类型或/和改变电加热元件（2）在对应包壳（3）中的位置。

2.根据权利要求1所述的一种核反应堆堆芯功率模拟方法，其特征在于，在对电加热元件（2）通电之前，以压力容器（1）的轴线为中心，将位于同一圆周上的电加热元件（2）的导线（9）并联在一起。