CN208902638U

CN208902638U - 自然对流换热试验设备

Info

Publication number: CN208902638U
Application number: CN201821625895.8U
Authority: CN
Inventors: 柴翔; 焦守华; 孙畅; 刘晓晶
Original assignee: Shanghai Jiaotong University
Current assignee: Shanghai Jiaotong University
Priority date: 2018-09-30
Filing date: 2018-09-30
Publication date: 2019-05-24
Anticipated expiration: 2028-09-30

Abstract

本实用新型是一种自然对流换热试验设备，涉及流体试验设备技术领域，为解决现有研究手段无法合理地模拟上封头周围自然对流的热工水力特性的问题而设计。该自然对流换热试验设备包括加热段、换热器、分层测温装置、数据采集系统和顶部具有敞口的水箱。加热段设置在水箱中，加热段设置有用于测量其不同位置处温度的多个第一测温元件。换热器盖设在敞口上以将水箱封闭。分层测温装置包括L形支架以及设置于L形支架水平段的多个间隔排布的第二测温元件；L形支架的竖直段自换热器伸出，且能够带动水平段在竖直方向移动。本实用新型提供的自然对流换热试验设备利用试验手段对自然对流状态下的热量传递过程进行了合理的模拟。

Description

自然对流换热试验设备

技术领域

本实用新型涉及流体试验设备技术领域，尤其涉及一种自然对流换热试验设备。

背景技术

自然循环作为一项先进反应堆严重事故的缓解措施，由于其具有原理简单、良好的经济性以及非能动特性等优点，因而得到了广泛的研究和应用。在模块化小型反应堆的设计中，当事故发生时，安全壳上封头浸泡在大量的冷却剂中，通过外部自然对流的方式移除安全壳内部的热量，以为事故工况下的反应堆提供有效的冷却作用，从而达到提高反应堆固有安全性的目的。

但是，现有技术中，对于自然对流的分析研究手段相对局限，无法合理地模拟上封头周围自然循环的热工水力特性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种自然对流换热试验设备，以解决现有研究手段无法合理地模拟上封头周围自然对流的热工水力特性的技术问题。

本实用新型提供的自然对流换热试验设备，包括加热段、换热器、分层测温装置、数据采集系统和顶部具有敞口的水箱。

所述水箱中盛放有液体，用于模拟自然对流换热。

所述加热段设置在所述水箱中，且位于所述水箱的底部；所述加热段设置有用于测量其不同位置处温度的多个第一测温元件。

所述换热器盖设在所述敞口上以将所述水箱封闭，所述换热器用于与所述水箱中的液体进行热交换。

所述分层测温装置包括L形支架以及设置于所述L形支架的水平段上的第二测温元件，所述第二测温元件的数量为多个，多个所述第二测温元件在所述水平段上间隔排布；所述L形支架的竖直段自所述换热器伸出，且能够带动所述水平段在竖直方向移动。

所述第一测温元件和所述第二测温元件均与所述数据采集系统连接。

进一步地，还包括机架，所述水箱安装在所述机架上。

进一步地，还包括安装在所述机架上的夹持装置，所述夹持装置用于夹持固定所述竖直段。

进一步地，所述夹持装置包括第一夹持臂、第二夹持臂和夹紧件，所述第一夹持臂和所述第二夹持臂均固定于所述机架且均沿竖直方向延伸，所述竖直段伸入至所述第一夹持臂与所述第二夹持臂之间，所述夹紧件将所述第一夹持臂与所述第二夹持臂夹紧。

进一步地，所述第一夹持臂开设有沿竖直方向延伸的第一凹槽，所述第二夹持臂开设有沿竖直方向延伸的第二凹槽，所述竖直段紧密贴合在所述第一凹槽与所述第二凹槽上。

进一步地，所述水箱包括底壁、垂直连接于所述底壁且在前后方向平行且间隔的前壁和后壁，以及垂直连接在所述前壁和后壁之间的左壁和右壁，所述底壁、所述前壁、所述后壁、所述左壁和所述右壁中相邻的两者之间均通过可拆卸固定方式连接。

所述换热器可拆卸固定连接在所述水箱上。

进一步地，所述加热段的横截面呈半圆环状并向所述水箱内部拱起，所述加热段的轴线垂直于所述前壁，且所述加热段抵靠在所述前壁与所述后壁之间；所述加热段设置在所述水箱的中间。

所述加热段包括加热棒，所述加热棒沿所述加热段的轴线方向延伸并插入至所述加热段中。

进一步地，所述加热棒的数量为多个，多个所述加热棒环绕所述加热段的轴线均布。

进一步地，所述换热器为中空结构，在所述换热器长度方向的两端分别设置有进水口和出水口。

所述自然对流换热试验设备还包括一级冷却回路，所述一级冷却回路包括串联设置的冷却水罐、第一水泵和第一控制阀，所述换热器串联设置在所述一级冷却回路中，以使所述一级冷却回路中的冷却液由所述进水口流入并由所述出水口流出。

所述一级冷却回路靠近所述进水口的位置处设置有进水测温元件，靠近所述出水口的位置处设置有出水测温元件。

进一步地，还包括二级冷却回路，所述二级冷却回路包括串联设置的冷却水槽、第二水泵和冷却塔，所述第二水泵用于将所述冷却水槽中的冷却液泵送至所述冷却水罐中；所述冷却塔设置在所述冷却水罐与所述冷却水槽之间。

本实用新型自然对流换热试验设备带来的有益效果是：

当需要对自然对流换热现象进行试验模拟时，开启加热段使其发热，以模拟事故发生后安全壳内的堆芯余热，并且，在水箱中盛放液体，以模拟安全壳上封头外部的自然对流环境；然后，利用第一测温元件对加热段不同位置处的温度进行测量，获取加热段多个位置处的数据，并将其反馈至数据采集系统中；与此同时，利用第二测温元件对水箱内水平方向的多个位置进行温度测量，以获取加热段在热量传递过程中的水平分层温度，并将其反馈至数据采集系统中；然后，调节L形支架的竖直段，以带动水平段在竖直方向移动一定距离，从而获得该高度位置下温度的水平分层数据，并将其反馈至数据采集系统中；经过水平段在竖直方向上的多个位置调节后，获取加热段在热量传递过程中的竖直分层温度，并利用数据采集系统进行采集和记录；最后，利用数据采集系统，得到自然对流模拟过程中加热段的温度分布情况以及水箱中液体的温度分布情况，从而获得自然对流状态下的传热特性。

该自然对流换热试验设备利用试验模拟的手段，对自然对流状态下的热量传递过程进行了合理的模拟，从而得到了更加贴近实际工况的上封头周围自然对流的热工水力特性，对事故发生后反应堆堆芯余热的自然对流现象的研究与分析具有一定的指导意义。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的自然对流换热试验设备中主要部件的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的自然对流换热试验设备中主要部件的结构主视图；

图3为图2中的A-A剖视图，其中，机架未示出；

图4为本实用新型实施例提供的自然对流换热试验设备中加热段的结构主视图；

图5为本实用新型实施例提供的自然对流换热试验设备的冷却原理示意图。

附图标记：

100-水箱；200-换热器；300-机架；400-加热段；500-分层测温装置；600-连接螺栓；700-夹持装置；800-一级冷却回路；900-二级冷却回路；

110-前壁；120-后壁；130-左壁；140-右壁；150-底壁；

151-注水口；

210-进水口；220-出水口；230-排气口；

410-加热棒；420-第一测温元件；

510-L形支架；520-第二测温元件；

710-第一夹持臂；720-第二夹持臂；

810-冷却水罐；820-第一水泵；830-第一控制阀；840-进水测温元件；850-出水测温元件；860-流量计；870-旁通管路；

910-第二水泵；920-冷却水槽；930-冷却塔；

010-数据采集系统；020-PIV测量装置。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“水平”、“竖直”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系均为基于附图所示的方位或位置关系，仅仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“相连”、“安装”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1、图2和图5所示，本实施例提供了一种自然对流换热试验设备，包括水箱100、加热段400、换热器200、分层测温装置500和数据采集系统010，具体的，水箱100的顶部具有敞口，水箱100中盛放有液体以模拟自然对流换热；加热段400设置在水箱100中且位于水箱100的底部，加热段400设置有用于测量其不同位置处温度的多个第一测温元件420；换热器200盖设在敞口上以将水箱100封闭，换热器200用于与水箱100中的液体进行热交换。

请继续参照图1和图2，分层测温装置500包括L形支架510以及设置在L形支架510水平段上的第二测温元件520，其中，第二测温元件520的数量为多个，多个第二测温元件520在水平段上间隔排布；L形支架510的竖直段自换热器200伸出，且能够带动水平段在竖直方向移动。并且，本实施例中，第一测温元件420和第二测温元件520均与数据采集系统010连接。

当需要对自然对流换热现象进行试验模拟时，开启加热段400使其发热，以模拟事故发生后安全壳内的堆芯余热，并且，在水箱100中盛放液体，以模拟安全壳上封头外部的自然对流环境；然后，利用第一测温元件420对加热段400不同位置处的温度进行测量，获取加热段400多个位置处的数据，并将其反馈至数据采集系统010中；与此同时，利用第二测温元件520对水箱100内水平方向的多个位置进行温度测量，以获取加热段400在热量传递过程中的水平分层温度，并将其反馈至数据采集系统010中；然后，调节L形支架510的竖直段，以带动水平段在竖直方向移动一定距离，从而获得该高度位置下温度的水平分层数据，并将其反馈至数据采集系统010中；经过水平段在竖直方向上的多个位置调节后，获取加热段400在热量传递过程中的竖直分层温度，并利用数据采集系统010进行采集和记录；最后，利用数据采集系统010，得到自然对流模拟过程中加热段400的温度分布情况以及水箱100中液体的温度分布情况，从而获得自然对流状态下的传热特性。

具体的，本实施例中，水箱100中的液体可以为去离子水。这样的设置，减少了液体中杂质对传热过程的不利影响，从而降低了本实施例自然对流换热试验设备的模拟误差。

请继续参照图1和图2，本实施例中，水箱100包括底壁150、垂直连接于底壁150且在前后方向平行且间隔的前壁110和后壁120，以及垂直连接在前壁110和后壁120之间的左壁130和右壁140，具体的，底壁150、前壁110、后壁120、左壁130和右壁140中相邻的两者之间均通过可拆卸固定方式连接。并且，换热器200可拆卸固定连接在水箱100上。

这样的设置，实现了对水箱100的拆卸操作。当需要更换其他材质的加热段400以进行试验模拟时，可以将水箱100完全拆卸，待加热段400更换完毕后，再对水箱100进行组装即可。

请继续参照图1，本实施例中，底壁150、前壁110、后壁120、左壁130和右壁140中相邻的两者通过连接螺栓600连接在一起，同样的，换热器200也通过连接螺栓600安装在水箱100上。并且，在由连接螺栓600相连的两部件之间，设置有橡胶垫。

这种可拆卸固定连接方式，连接可靠，且在多次拆装之后，依然能够保证水箱100的密闭性。而且，实现成本较低。

需要说明的是，在实际使用过程中，可以根据待连接部件的长度选择合适数量的连接螺栓600，以保证水箱100的密闭性。

请继续参照图1和图2，本实施例中，加热段400的横截面呈半圆环状并向水箱100内部拱起，加热段400的轴线垂直于前壁110，且加热段400抵靠在前壁110与后壁120之间，并且，加热段400设置在水箱100的中间位置处。具体的，加热段400包括加热棒410，加热棒410沿加热段400的轴线方向延伸并插入至加热段400中。

加热段400拱起的弧形面设置，有效地模拟了安全壳上封头的实际工况，使得本实施例自然对流换热试验设备的模拟结果更加真实。并且，利用插入至加热段400中的加热棒410对加热段400进行加热的结构形式，使得热量能够在第一时间内向加热段400的各个位置处同时传递，提高了加热效率。

具体的，本实施例中，加热棒410的数量为多个，多个加热棒410环绕加热段400的轴线均布。这样的设置，使得加热段400能够在短时间内充分且均匀地被加热，并在加热段400的弧形表面产生均匀热流密度。有效地降低了因局部温度跳变而带来的误差影响。

优选地，本实施例中，加热棒410为9个，各加热棒410的直径为6.5mm。

需要说明的是，本实施例中，各加热棒410可以通过单侧外接导向连接至集线器，集线器再连接至24V电源柜。通过调节电源柜上的按钮，便可以控制单根加热棒410电路的电流，从而实现对单根加热棒410的精确功率控制。

如图4所示，本实施例中，第一测温元件420可以为T型热电偶。具体的，沿加热段400的径向方向，分布有多排，每一排均布设置有多个T型热电偶。并且，第一测温元件420的测温点位于加热段400长度方向的中点。

这样的设置，使得第一测温元件420能够同时采集到加热段400上多个位置的温度数据，并获得加热段400上较为准确的温度分布情况。而且，通过在加热段400长度方向的中点处进行数据采集，保证了数据采集的精确性，进而保证了本实施例自然对流换热试验设备的模拟可靠性。

优选地，本实施例中，加热段400的内圈半径为45mm，外圈半径为100mm，在加热段400的最外圈布置有19个T型热电偶，中圈布置有7个T型热电偶，内圈布置有5个T型热电偶，相邻两圈T型热电偶之间的间隔为11mm。

具体的，本实施例中，加热段400的材质为黄铜。加热段400的这种材质选择，使得其具有较好的导热性能，从而保证了热量传递的有效性。

需要说明的是，本实施例中，加热段400可以是上述黄铜材质的设置形式，但不仅仅局限于此，还可以采用其他设置形式，如：不锈钢等，其只要是通过加热段400的这种材质设置形式，能够保证热量向水箱100的可靠传递即可。

本实施例中，该自然对流换热试验设备还可以包括设置在所述加热段400弧形内表面下方的柱状保温石棉(图中未示出)。这样的设置，对加热段400下表面与空气环境中的热交换起到了很好的抑制作用，从而有效地减少了热量的散失。

请继续参照图1和图2，本实施例中，水箱100的容置空间可以为长方体形状，记其长度为a，宽度为b，高度为h，加热段400的轴线位于a/2位置处，也就是说，加热段400在水箱100中对称设置。

考虑加热段400在水箱100中的对称设置，加热段400的轴线与左壁130和右壁140之间的距离均为a/2。为了更好地模拟底部封闭状态下的大空间自然对流现象，在参数选择上，优选地，a/2/h>0.28，b/h>0.28。

具体的，本实施例中，a为1000mm，b为150mm，h为500mm。

本实施例中，第二测温元件520也可以为T型热电偶，具体的，各第二测温元件520粘接固定在水平段上。考虑到加热段400在水箱100中的对称设置，第二测温元件520可以仅设置在加热段400的一半弧形上方。

优选地，本实施例中，第二测温元件520可以为11个，其中，10个第二测温元件520两两间隔10mm，设置在加热段400右侧弧形的上方，其余一个第二测温元件520位于上述10个第二测温元件520的右侧，并与其中最右侧的相距25mm。

本实施例中，第二测温元件520可以粘接固定在水平段上，且其引线通过竖直段引出，以连接在数据采集系统010上。

请继续参照图1，本实施例中，该自然对流换热试验设备还可以包括机架300。具体的，水箱100安装在机架300上。这样的设置，避免了因水箱100与地面直接接触而导致的水箱100磨损情形，延长了水箱100的使用寿命。并且，通过设置一定高度的机架300对水箱100进行支撑，使得水箱100能够处于便于试验人员观测的高度位置处，为试验人员的观测提供了一定的便利。

请继续参照图2，本实施例中，该自然对流换热试验设备还可以包括安装在机架300上的夹持装置700，其中，夹持装置700用于夹持固定竖直段。

当L形支架510的高度位置调节完成后，可以利用夹持装置700将其固定在机架300上，不仅保证了L形支架510的稳定性，而且，还缓解了因需要试验人员人工固定而导致的劳动强度较大的弊端。

请继续参照图2，并结合图3，本实施例中，夹持装置700可以包括第一夹持臂710、第二夹持臂720和夹紧件，具体的，第一夹持臂710和第二夹持臂720均固定于机架300且沿竖直方向延伸，竖直段伸入至第一夹持臂710与第二夹持臂720之间，夹紧件将第一夹持臂710与第二夹持臂720夹紧。

这种夹持装置700的设置形式，结构简单，成本较低，从而降低了本实施例自然对流换热试验设备的成本。

请继续参照图3，本实施例中，第一夹持臂710开设有沿竖直方向延伸的第一凹槽，第二夹持臂720开设有沿竖直方向延伸的第二凹槽，其中，竖直段紧密贴合在第一凹槽与第二凹槽上。

这样的设置，使得第一夹持臂710和第二夹持臂720能够利用设置在其上的第一凹槽和第二凹槽将竖直段紧密包裹，减少了竖直段的晃动，从而保证了夹持装置700的夹持稳定性，而且，当竖直段在第一夹持臂710与第二夹持臂720之间进行高度调整时，第一凹槽与第二凹槽还能够为竖直段的调整过程进行导向，从而减少竖直段的偏移，以保证水平段能够始终位于加热段400长度中心所在的平面上。

请继续参照图3，具体的，本实施例中，L形支架510的横截面可以为圆形。当然，L形支架510的横截面还可以为方形等其他形状，本实施例并不对此进行限制。

本实施例中，构成水箱100的底壁150、前壁110、后壁120、左壁130和右壁140可以为有机玻璃。这样的设置，降低了水箱100中液体向外界的热传导，从而减少了热量的散失。

优选地，有机玻璃的壁厚可以为40mm。

请继续参照图5，本实施例中，该自然对流换热试验设备还可以包括PIV(ParticleImage Velocimetry，粒子图像测速)测量装置020。具体的，相机在水箱100的正面进行拍摄，激光在水箱100的侧面进行照射。

本实施例中，PIV测量区域为图2中示出的S区域。其中，S区域可以为自加热段400的轴线向右上方向的200mm*200mm区域。

这样的设置，能够通过对流场中粒子位置进行记录，并通过对摄得的图像进行分析，从而获得其流动速度，进而直观地得到本实施例自然对流换热试验设备的模拟过程。

此外，本实施例中，前壁110上还可以设置刻度。这样的设置，使得试验人员能够直观地对分层测温装置500的高度进行调节，以实现对不同高度位置处的温度采集。

在该自然对流换热试验设备进行试验前，可以先将L形支架510的竖直段(此时，第二测温元件520已经被粘接固定在水平段上)竖直穿过换热器200，同时使水平段与换热器200的下表面紧密接触；然后，将换热器200连同L形支架510安装到水箱100的上部，并拧紧换热器200与水箱100之间的连接螺栓600；最后，利用前壁110上的刻度对L形支架510进行定位，并通过夹持装置700将L形支架510固定在上述位置。

请继续参照图1和图2，本实施例中，换热器200可以为中空结构，在换热器200长度方向的两端分别设置有进水口210和出水口220。这样的设置，不仅大大增加了换热器200与水箱100中液体的接触面积，保证了换热的可靠性，而且，换热器200的这种设置形式，结构简单，成本较低。

请继续参照图5，本实施例中，自然对流换热试验设备还可以包括一级冷却回路800，具体的，一级冷却回路800包括串联设置的冷却水罐810、第一水泵820和第一控制阀830，其中，换热器200串联设置在一级冷却回路800中，以使一级冷却回路800中的冷却液由进水口210流入并由出水口220流出。一级冷却回路800靠近进水口210的位置处设置有进水测温元件840，靠近出水口220的位置处设置有出水测温元件850。

该自然对流换热试验设备工作过程中，启动第一水泵820，在第一水泵820的泵送动力下，冷却水罐810中的冷却液经换热器200的进水口210流入、出水口220流出，并最终流回至冷却水罐810中，从而将换热器200中的热量带走。

通过设置用于检测进水口210处温度的进水测温元件840和用于检测出水口220处温度的出水测温元件850，利用进水测温元件840和出水测温元件850的温度采集，可以准确地获知换热器200的工作情况。

优选地，换热器200的进水口210与换热器200的出水口220处的温差不大于0.5℃。并且，进水测温元件840和出水测温元件850可以均为T型热电偶。

具体的，本实施例中，该一级冷却回路800还可以包括旁通管路870，其中，该旁通管路870与换热器200并联设置，并且，在旁通管路870上设置有第二控制阀。在利用该自然对流换热试验设备进行模拟前，可以利用第一控制阀830和第二控制阀对流经换热器200的流量进行控制，以保证换热器200的工作性能。

请继续参照图5，本实施例中，一级冷却回路800上还可以设置流量计860。具体的，该流量计860与数据采集系统010连接。

请继续参照图5，本实施例中，该自然对流换热试验设备还可以包括二级冷却回路900。具体的，二级冷却回路900包括串联设置的冷却水槽920、第二水泵910和冷却塔930，其中，第二水泵910用于将冷却水槽920中的冷却液泵送至冷却水罐810中，冷却塔930设置在冷却水罐810与冷却水槽920之间。

该自然对流换热试验设备工作过程中，启动第二水泵910，在第二水泵910的泵送动力下，冷却水槽920中的冷却液被输送至冷却水罐810中，为冷却水罐810中的液体进行冷却；同时，冷却塔930将冷却水罐810中的热量带出。

通过在该自然对流换热试验设备中设置二级冷却，保证了对换热器200的冷却可靠性，从而进一步提高了本实施例自然对流换热试验设备的模拟准确性。

具体的，本实施例中，换热器200的材质可以为铝。

请继续参照图1和图2，本实施例中，换热器200上可以开设与水箱100连通的排气口230。

进行试验前，可以利用排气口230将水箱100中的气体排出，以减少气泡对试验的干扰。试验进行过程中，可以对排气口230进行封堵，以减少因水箱100中液体与外界空气之间进行热交换而带来的热量损失。

此外，请继续参照图1和图2，本实施例中，底壁150上可以开设注水口151。试验前，可以利用注水口151向水箱100中注水。并且，为了提高注水效率，可以在底壁150上开设多个注水口151。

具体的，本实施例中，注水口151为两个，且两个注水口151在底壁150的长度方向上相间隔。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的范围。

Claims

1.一种自然对流换热试验设备，其特征在于，包括：

顶部具有敞口的水箱(100)，所述水箱(100)中盛放有液体，用于模拟自然对流换热；

加热段(400)，所述加热段(400)设置在所述水箱(100)中，且位于所述水箱(100)的底部；所述加热段(400)设置有用于测量其不同位置处温度的多个第一测温元件(420)；

换热器(200)，所述换热器(200)盖设在所述敞口上以将所述水箱(100)封闭，所述换热器(200)用于与所述水箱(100)中的液体进行热交换；

分层测温装置(500)，所述分层测温装置(500)包括L形支架(510)以及设置于所述L形支架(510)的水平段上的第二测温元件(520)，所述第二测温元件(520)的数量为多个，多个所述第二测温元件(520)在所述水平段上间隔排布；所述L形支架(510)的竖直段自所述换热器(200)伸出，且能够带动所述水平段在竖直方向移动；

数据采集系统(010)，所述第一测温元件(420)和所述第二测温元件(520)均与所述数据采集系统(010)连接。

2.根据权利要求1所述的自然对流换热试验设备，其特征在于，还包括机架(300)，所述水箱(100)安装在所述机架(300)上。

3.根据权利要求2所述的自然对流换热试验设备，其特征在于，还包括安装在所述机架(300)上的夹持装置(700)，所述夹持装置(700)用于夹持固定所述竖直段。

4.根据权利要求3所述的自然对流换热试验设备，其特征在于，所述夹持装置(700)包括第一夹持臂(710)、第二夹持臂(720)和夹紧件，所述第一夹持臂(710)和所述第二夹持臂(720)均固定于所述机架(300)且均沿竖直方向延伸，所述竖直段伸入至所述第一夹持臂(710)与所述第二夹持臂(720)之间，所述夹紧件将所述第一夹持臂(710)与所述第二夹持臂(720)夹紧。

5.根据权利要求4所述的自然对流换热试验设备，其特征在于，所述第一夹持臂(710)开设有沿竖直方向延伸的第一凹槽，所述第二夹持臂(720)开设有沿竖直方向延伸的第二凹槽，所述竖直段紧密贴合在所述第一凹槽与所述第二凹槽上。

6.根据权利要求1-5任一项所述的自然对流换热试验设备，其特征在于，所述水箱(100)包括底壁(150)、垂直连接于所述底壁(150)且在前后方向平行且间隔的前壁(110)和后壁(120)，以及垂直连接在所述前壁(110)和后壁(120)之间的左壁(130)和右壁(140)，所述底壁(150)、所述前壁(110)、所述后壁(120)、所述左壁(130)和所述右壁(140)中相邻的两者之间均通过可拆卸固定方式连接；

所述换热器(200)可拆卸固定连接在所述水箱(100)上。

7.根据权利要求6所述的自然对流换热试验设备，其特征在于，所述加热段(400)的横截面呈半圆环状并向所述水箱(100)内部拱起，所述加热段(400)的轴线垂直于所述前壁(110)，且所述加热段(400)抵靠在所述前壁(110)与所述后壁(120)之间；所述加热段(400)设置在所述水箱(100)的中间；

所述加热段(400)包括加热棒(410)，所述加热棒(410)沿所述加热段(400)的轴线方向延伸并插入至所述加热段(400)中。

8.根据权利要求7所述的自然对流换热试验设备，其特征在于，所述加热棒(410)的数量为多个，多个所述加热棒(410)环绕所述加热段(400)的轴线均布。

9.根据权利要求1-5任一项所述的自然对流换热试验设备，其特征在于，所述换热器(200)为中空结构，在所述换热器(200)长度方向的两端分别设置有进水口(210)和出水口(220)；

所述自然对流换热试验设备还包括一级冷却回路(800)，所述一级冷却回路(800)包括串联设置的冷却水罐(810)、第一水泵(820)和第一控制阀(830)，所述换热器(200)串联设置在所述一级冷却回路(800)中，以使所述一级冷却回路(800)中的冷却液由所述进水口(210)流入并由所述出水口(220)流出；

所述一级冷却回路(800)靠近所述进水口(210)的位置处设置有进水测温元件(840)，靠近所述出水口(220)的位置处设置有出水测温元件(850)。

10.根据权利要求9所述的自然对流换热试验设备，其特征在于，还包括二级冷却回路(900)，所述二级冷却回路(900)包括串联设置的冷却水槽(920)、第二水泵(910)和冷却塔(930)，所述第二水泵(910)用于将所述冷却水槽(920)中的冷却液泵送至所述冷却水罐(810)中；所述冷却塔(930)设置在所述冷却水罐(810)与所述冷却水槽(920)之间。