CN109243640B - 一种用于棒束通道内子通道的隔离装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于棒束通道内子通道的隔离装置，包括若干个呈矩阵排列的隔离棒，相邻的两个所述隔离棒之间通过翅片连接，在隔离棒两端的端面上均开有用于对接上游棒束以及下游棒束的小孔。多个隔离棒呈矩阵分布，且相邻的两个隔离棒之间通过翅片连接，即在每一个隔离棒上均存在有四个翅片，其中四个翅片以及四个隔离棒的局部外壁合围一个独立的流体通道，而在隔离段中存在若干个上述的独立流体通道，使得在隔离段中冷却剂流道彼此之间相互独立，无法在相邻子通道间进行质量、动量及能量交换，进而使得流体在隔离段中平稳过渡至下游棒束中，确保各子通道内示踪剂混合均匀，以提高示踪剂浓度测量的精准度。

Description

一种用于棒束通道内子通道的隔离装置
技术领域
本发明涉及反应堆热工水力实验技术领域，具体涉及一种用于棒束通道内子通道的隔离装置。
背景技术
棒束燃料组件是目前压水堆常见的燃料组件结构形式，其冷却剂流道彼此联通，在相邻子通道间存在质量、动量及能量交换，这种交换作用称为子通道交混，对子通道交混特性充分研究对于提高反应堆安全性十分必要。子通道交混特性实验主要有质量平衡法及能量平衡法，质量平衡法通常采用示踪剂注入并测量下游各子通道浓度分布的方法。质量平衡法的基本原理是测定示踪剂浓度在各棒束子通道中轴向变化，从而计算交混系数有效值。如果不采取措施，示踪剂在子通道中会出现较大的浓度梯度。
发明内容
本发明目的在于提供一种用于棒束通道内子通道的隔离装置，实现子通道浓度均匀化，确保实验结果的准确性。
本发明通过下述技术方案实现：
一种用于棒束通道内子通道的隔离装置，包括若干个呈矩阵排列的隔离棒，相邻的两个所述隔离棒之间通过翅片连接，在隔离棒两端的端面上均开有用于对接上游棒束以及下游棒束的小孔。针对棒束燃料组件中的子通道交混特性实验中示踪剂在子通道中出现较大的浓度梯度，继而导致交混系数有效值的计算数据不精确，申请人对此在上游棒束以及下游棒束之间设有隔离段，且通过隔离段将棒束燃料组件中的子通道分隔成三个部分，流体在上游棒束上的子通道流过后进入到隔离段，经过隔离段对流体调整后，流体以相对稳定的状态进入至下游棒束中的子通道中，实现燃料棒束各子通道在交混前充分隔离且各子通道内示踪剂混合均匀，使得子通道内示踪剂浓度测量结果更加准确，提高了基于质量平衡法棒束子通道交混实验的可靠性；具体地，多个隔离棒呈矩阵分布，且相邻的两个隔离棒之间通过翅片连接，即在每一个隔离棒上均存在有四个翅片，其中四个翅片以及四个隔离棒的局部外壁合围一个独立的流体通道，而在隔离段中存在若干个上述的独立流体通道，使得在隔离段中冷却剂流道彼此之间相互独立，无法在相邻子通道间进行质量、动量及能量交换，进而使得流体在隔离段中平稳过渡至下游棒束中，确保各子通道内示踪剂混合均匀，以提高示踪剂浓度测量的精准度。进一步地，隔离段取代了原棒束的部分流道，在隔离棒的两端端面上开有用于与上游棒束、下游棒束对接的小孔，可快速实现各子通道之间的精确连接。
所述翅片与所述隔离棒等长，且所述翅片的两端端部均倒尖角。进一步地，翅片与隔离棒等长，以降低多个隔离棒与多个翅片在一体式成型的加工难度，同时确保流体具备足够位移来实现平稳过渡，并且在翅片的两个端部均倒尖角，使得流体在由上游棒束流进隔离段中时的阻力降低，减小流体垂直流向翅片而造成的冲击力度，避免翅片对流场形成较大的干扰。
所述小孔与隔离棒同轴，且所述小孔的直径为5㎜，孔深为10㎜。作为优选，小孔与隔离棒同轴，以确保棒束燃料组件上各部件的一致性，其中小孔的直径为5㎜，孔深为10毫米，相应的，在上游棒束以及下游棒束的端部设有与小孔配合的突出段，突出段的直径同样为5㎜，安装时隔离段与外围流道焊接固定，进而确保隔离棒能够快速与上游棒束、下游棒束连接固定。
所述翅片的厚度为0.5㎜。作为优选，在隔离段加工制造时，多个翅片与多个隔离棒之间形成一个整体，而翅片的厚度设置为0.5㎜，使得翅片的加工难度以及对流场的干扰均在可控范围之内，而当翅片厚度超过0.5㎜时，流体在移动过程中对翅片端面形成的冲击力度较大，进而对整个流场形成较大的干扰；而当翅片厚度小于0.5㎜时，翅片的加工难度增大，且加工完成后的翅片的厚度无法保持统一，进而导致在隔离段内示踪剂的浓度变化出现波动，影响最终交混系数值的计算精准度。
相邻的两个所述隔离棒的中心间距为12.6㎜。作为优选，相邻两个隔离棒之间的中心间距为12.6㎜，即隔离段中各独立流道的宽度为12.6㎜。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
本发明一种用于棒束通道内子通道的隔离装置，多个隔离棒呈矩阵分布，且相邻的两个隔离棒之间通过翅片连接，即在每一个隔离棒上均存在有四个翅片，其中四个翅片以及四个隔离棒的局部外壁合围一个独立的流体通道，而在隔离段中存在若干个上述的独立流体通道，使得在隔离段中冷却剂流道彼此之间相互独立，无法在相邻子通道间进行质量、动量及能量交换，进而使得流体在隔离段中平稳过渡至下游棒束中，确保各子通道内示踪剂混合均匀，以提高示踪剂浓度测量的精准度。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明的装配示意图；
图2为本发明的结构示意图。
附图中标记及对应的零部件名称：
1-上游棒束、2-隔离棒、3-下游棒束、4-翅片。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例1
如图1和图2所示，本实施例包括若干个呈矩阵排列的隔离棒2，相邻的两个所述隔离棒2之间通过翅片4连接，在隔离棒2两端的端面上均开有用于对接上游棒束1以及下游棒束3的小孔。针对棒束燃料组件中的子通道交混特性实验中示踪剂在子通道中出现较大的浓度梯度，继而导致交混系数有效值的计算数据不精确，申请人对此在上游棒束1以及下游棒束3之间设有隔离段，且通过隔离段将棒束燃料组件中的子通道分隔成三个部分，流体在上游棒束1上的子通道流过后进入到隔离段，经过隔离段对流体调整后，流体以相对稳定的状态进入至下游棒束3中的子通道中，实现燃料棒束各子通道在交混前充分隔离且各子通道内示踪剂混合均匀，使得子通道内示踪剂浓度测量结果更加准确，提高了基于质量平衡法棒束子通道交混实验的可靠性；具体地，多个隔离棒2呈矩阵分布，且相邻的两个隔离棒2之间通过翅片4连接，即在每一个隔离棒2上均存在有四个翅片4，其中四个翅片4以及四个隔离棒2的局部外壁合围一个独立的流体通道，而在隔离段中存在若干个上述的独立流体通道，使得在隔离段中冷却剂流道彼此之间相互独立，无法在相邻子通道间进行质量、动量及能量交换，进而使得流体在隔离段中平稳过渡至下游棒束3中，确保各子通道内示踪剂混合均匀，以提高示踪剂浓度测量的精准度。进一步地，隔离段取代了原棒束的部分流道，在隔离棒2的两端端面上开有用于与上游棒束1、下游棒束3对接的小孔，可快速实现各子通道之间的精确连接。
实施例2
如图1和图2所示，在本实施例中，所述翅片4与所述隔离棒2等长，且所述翅片4的两端端部均倒尖角。进一步地，翅片4与隔离棒2等长，以降低多个隔离棒2与多个翅片4在一体式成型的加工难度，同时确保流体具备足够位移来实现平稳过渡，并且在翅片4的两个端部均倒尖角，使得流体在由上游棒束1流进隔离段中时的阻力降低，减小流体垂直流向翅片4而造成的冲击力度，避免翅片4对流场形成较大的干扰。
作为优选，小孔与隔离棒2同轴，以确保棒束燃料组件上各部件的一致性，其中小孔的直径为5㎜，孔深为10毫米，相应的，在上游棒束1以及下游棒束3的端部设有与小孔配合的突出段，突出段的直径同样为5㎜，安装时隔离段与外围流道焊接固定，进而确保隔离棒2能够快速与上游棒束1、下游棒束3连接固定。
作为优选，在隔离段加工制造时，多个翅片4与多个隔离棒2之间形成一个整体，而翅片4的厚度设置为0.5㎜，使得翅片4的加工难度以及对流场的干扰均在可控范围之内，而当翅片4厚度超过0.5㎜时，流体在移动过程中对翅片4端面形成的冲击力度较大，进而对整个流场形成较大的干扰；而当翅片4厚度小于0.5㎜时，翅片4的加工难度增大，且加工完成后的翅片4的厚度无法保持统一，进而导致在隔离段内示踪剂的浓度变化出现波动，影响最终交混系数值的计算精准度。
作为优选，相邻两个隔离棒2之间的中心间距为12.6㎜，即隔离段中各独立流道的宽度为12.6㎜，。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种用于棒束通道内子通道的隔离装置，其特征在于：包括若干个呈矩阵排列的隔离棒(2)，相邻的两个所述隔离棒(2)之间通过翅片(4)连接，在隔离棒(2)两端的端面上均开有用于对接上游棒束(1)以及下游棒束(3)的小孔；
在每一个隔离棒(2)上均存在有四个翅片(4)，其中四个翅片(4)以及四个隔离棒(2)的局部外壁合围一个独立的流体通道，而在隔离段中存在若干个上述的独立流体通道，使得在隔离段中冷却剂流道彼此之间相互独立。
2.根据权利要求1所述的一种用于棒束通道内子通道的隔离装置，其特征在于：所述翅片(4)与所述隔离棒(2)等长，且所述翅片(4)的两端端部均倒尖角。
3.根据权利要求1所述的一种用于棒束通道内子通道的隔离装置，其特征在于：所述小孔与隔离棒(2)同轴，且所述小孔的直径为5㎜，孔深为10㎜。
4.根据权利要求1所述的一种用于棒束通道内子通道的隔离装置，其特征在于：所述翅片(4)的厚度为0.5㎜。
5.根据权利要求1所述的一种用于棒束通道内子通道的隔离装置，其特征在于：相邻的两个所述隔离棒(2)的中心间距为12.6㎜。
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