CN219085667U

CN219085667U - 一种loca失水试验设备

Info

Publication number: CN219085667U
Application number: CN202320048310.5U
Authority: CN
Inventors: 朱从政; 陈国洪
Original assignee: Shenzhen Dongang Kexing Technology Co ltd
Current assignee: Shenzhen Dongang Kexing Technology Co ltd
Priority date: 2023-01-06
Filing date: 2023-01-06
Publication date: 2023-05-26
Anticipated expiration: 2033-01-06

Abstract

本实用新型属于核反应堆技术领域，特别是涉及一种LOCA失水试验设备。其包括蒸汽装置、抽真空装置、喷淋装置、设有第一内孔的加热装置以及设有内部空间的压力罐；加热装置、喷淋装置以及待测试包壳均安装在内部空间中，且包壳位于第一内孔中；加热装置用于对待测试包壳进行加热，喷淋装置用于对加热后的待测试包壳进行淬火；蒸汽装置用于往内部空间中注入蒸汽；抽真空装置用于将第二内孔抽取为真空状态。本实用新型中，喷淋装置从四周对鼓胀爆破的待测试包壳喷洒液体，使得待测试包壳迅速降温，可以较为真实的模拟核电站LOCA失水事故，从而提高了待测试包壳的试验的真实度。

Description

一种LOCA失水试验设备

技术领域

本实用新型属于核反应堆技术领域，特别是涉及一种LOCA失水试验设备。

背景技术

在核反应堆堆芯的安全分析中，有一个非常值得关注的假想事故，即大破口失水事故(Large Break Loss Of Coolant Accident，简称为LOCA)。如果要在压水堆中运用新的燃料，则该燃料在LOCA下的性能必须要进行研究，以证明其在可能的LOCA事故下的可靠性，并为堆芯安全分析程序提供试验数据。

压水堆LOCA过程中不可避免的会出现包壳鼓胀爆破的现象，如果是过度脆化的包壳，有可能会发生包壳的碎裂从而堵塞整个流道；如果是未过度脆化的包壳，有可能会发生极限的共面鼓胀而堵塞部分流道。

核电站反应堆运行过程中，核燃料的性能是影响反应堆安全性和经济性的重要因素。因此国际上一直将燃料元件的研究放在十分突出的地位，通过优化燃料元件设计、采用先进结构材料、改进元件制造工艺等方法，不断提高核燃料元件的各种性能，促使核电向更安全和更经济的方向发展。而根据反应堆安全的要求，每当一种采用了新型燃料包壳的核燃料进入大规模应用之前，应该对其在LOCA失水事故下的鼓胀爆破性能进行测试。

随着科技的不断进步，一些厂家也会采用试验装置来模拟核电站的LOCA事故；但是，现有的试验装置通常是采用底部注水的方式来使得加热后的包壳发生淬火反应，这种底部注水的方式不能真实地模拟核电站的LOCA失水事故，导致其包壳的模拟数据准确度不高。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术中试验装置不能真实的模拟核电站的LOCA失水事故，导致其包壳的模拟数据准确度不高的技术问题，提供了一种LOCA失水试验设备。

鉴于以上技术问题，本实用新型实施例提供一种LOCA失水试验设备包括蒸汽装置、抽真空装置、压力表、喷淋装置、设有第一内孔的加热装置以及设有内部空间的压力罐；所述加热装置、所述喷淋装置以及待测试包壳均安装在所述内部空间中，且所述包壳位于所述第一内孔中；所述加热装置用于对待测试包壳进行加热，所述喷淋装置用于对加热后的待测试包壳进行淬火；

所述蒸汽装置连通所述内部空间，且用于往所述内部空间中注入蒸汽；

所述抽真空装置连通待测试包壳的第二内孔，且用于将所述第二内孔抽取为真空状态；

所述压力表安装在所述抽真空装置和待测试包壳之间的管道上，且用于检测所述第二内孔的压力值。

可选地，所述压力罐包括法兰盖、法兰座以及设有所述内部空间的罐体，所述罐体安装在所述法兰座上，所述法兰盖盖合在所述罐体的顶部；

所述罐体上还设有观察视窗。

可选地，所述法兰座上设有容纳凹槽，所述LOCA失水试验设备还包括夹紧装置，所述夹紧装置包括第一弹性件、第二弹性件、设有第一弧形槽的第一夹爪以及设有第二弧形槽的第二夹爪，所述第一夹爪通过所述第一弹性件安装在所述容纳凹槽中，所述第二夹爪通过所述第二弹性件安装在所述容纳凹槽中，且所述第一弧形槽和所述第二弧形槽围成用于夹持待测试包壳的夹槽。

可选地，所述加热装置包括环形底座和安装在所述环形底座上的螺旋加热管，所述法兰座上还设有环形凹槽，所述环形底座安装在所述环形凹槽中，待测试包壳插入所述螺旋加热管的第一内孔中。

可选地，所述喷淋装置包括支撑框架以及安装在所述支撑框架上的多个喷淋头，所述支撑框架安装在所述内部空间中，所述喷淋头用于向待测试包壳喷洒用于淬火的液体。

可选地，所述LOCA失水试验设备还包括调压装置和第一管路，所述第一管路的一端连通待测试包壳的第二内孔，所述第一管路的另一端连通所述抽真空装置和所述调压装置，所述压力表安装在所述第一管路上；所述调压装置用于调节所述内部空间中的压力。

可选地，所述LOCA失水试验设备还包括蒸汽收集器，所述蒸汽收集器连通所述内部空间的顶部。

可选地，所述LOCA失水试验设备还包括第一开关阀和排液管，所述排液管连通所述内部空间的底部，所述第一开关阀安装在所述排液管上，且所述第一开关阀用于控制所述排液管的通断。

可选地，所述LOCA失水试验设备还包括安装在所述内部空间中的液位传感器。

可选地，所述内部空间的内壁上设有隔热层。

本实用新型中，加热装置安装在压力罐的内部空间中，待测试包壳插入所述加热装置的第二内孔中，从而所述加热装置从所述内部空间的内部对待测试包壳进行加热，使得待测试包壳的受热更加均匀；所述加热装置持续对待测试包壳进行加热，直至待测试包壳发生鼓胀爆破；所述喷淋装置对爆破后的待测试包壳喷洒液体(水等)，使得待测试包壳发生淬火反应。本实用新型中，喷淋装置从四周对鼓胀爆破的待测试包壳喷洒液体，使得待测试包壳迅速降温，可以较为真实的模拟核电站LOCA失水事故，从而提高了待测试包壳的试验的真实度。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型一实施例提供的LOCA失水试验设备的示意图；

图2是本实用新型一实施例提供的LOCA失水试验设备的压力罐的结构示意图；

图3是本实用新型一实施例提供的LOCA失水试验设备的部分结构示意图；

图4是本实用新型一实施例提供的LOCA失水试验设备的夹紧装置安装在法兰座上的结构示意图；

图5是本实用新型一实施例提供的LOCA失水试验设备的加热装置的结构示意图。

说明书中的附图标记如下：

1、蒸汽装置；2、抽真空装置；3、压力表；4、喷淋装置；41、支撑框架；42、喷淋头；5、加热装置；51、环形底座；52、螺旋加热管；6、压力罐；61、法兰盖；62、法兰座；621、容纳凹槽；622、环形凹槽；63、罐体；631、内部空间；7、第一弹性件；8、第二弹性件；9、第一夹爪；101、第二夹爪；102、调压装置；103、第一管路；104、蒸汽收集器；105、第一开关阀；106、排液管；100、待测试包壳。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“中部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，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，因此不能理解为本实用新型的限制。

如图1所示，本实用新型一实施例提供的一种LOCA失水试验设备，包括蒸汽装置1、抽真空装置2、压力表3、喷淋装置4、设有第一内孔的加热装置5以及设有内部空间631的压力罐6；所述加热装置5、所述喷淋装置4以及待测试包壳100均安装在所述内部空间631中，且待测试包壳100位于所述第一内孔中；所述加热装置5用于对待测试包壳100进行加热，所述喷淋装置4用于对加热后的待测试包壳100进行淬火；可以理解地，加热装置5包括但不限于加热丝、加热管等，所述喷淋装置4可以向加热后的待测试包壳100喷洒液体，以使得待测试包壳100发生淬火反应。

所述蒸汽装置1连通所述内部空间631，且用于往所述内部空间631中注入蒸汽；可以理解地，所述蒸汽装置1包括但不限于蒸汽发生器等，所述蒸汽发生装置可以往所述内部空间631中注入水蒸气，从而模拟待测试包壳100工作在蒸汽环境中。

所述抽真空装置2连通待测试包壳100的第二内孔，且用于将所述第二内孔抽取为真空状态；可以理解地，第一管路103的一端连通所述抽真空装置2，第一管路103的另一端穿过所述压力罐6并插入待测试包壳100的第二内孔中；而所述抽真空装置2包括但不限于真空泵等。

所述压力表3安装在所述抽真空装置2和待测试包壳100之间的管道上，且用于检测所述第二内孔的压力值。可以理解地，所述压力表3安装在所述第一管路103上，且通过所述第一管路103检测待测试包壳100的第二内孔的压力值。

本实用新型中，加热装置5安装在压力罐6的内部空间631中，待测试包壳100插入所述加热装置5的第二内孔中，从而所述加热装置5从所述内部空间631的内部对待测试包壳100进行加热，使得待测试包壳100的受热更加均匀；所述加热装置5持续对待测试包壳100进行加热，直至待测试包壳100发生鼓胀爆破；所述喷淋装置4对爆破后的待测试包壳100喷洒液体(水等)，使得待测试包壳100发生淬火反应。本实用新型中，喷淋装置4从四周对鼓胀爆破的待测试包壳100喷洒液体，使得待测试包壳100迅速降温，可以较为真实的模拟核电站LOCA失水事故，从而提高了待测试包壳100的试验的真实度。

在一实施例中，如图1和图2所示，所述压力罐6包括法兰盖61、法兰座62以及设有所述内部空间631的罐体63，所述罐体63安装在所述法兰座62上，所述法兰盖61盖合在所述罐体63的顶部；可以理解地，所述法兰座62和所述法兰座62均为法兰结构件，所述法兰座62盖合在所述罐体63的底部，所述法兰盖61盖合在所述罐体63的顶部。本实施例中，所述压力罐6的拆装简单，从而便于待测试包壳100的拆装，提高了待测试包壳100的试验效率。

所述罐体63上还设有观察视窗(图中未示出)。可以理解地，所述观察视窗可以透明玻璃制成，试验者可以通过所述观察视窗观测所述内部空间631中的试验情况，包括观察待测试包壳100的鼓胀、爆破的情况，观察所述喷淋装置4的喷洒情况等。本实施例中，所述观察视窗的设计，便于实验者观察所述内部空间631中部件的情况。

在一实施例中，如图4所示，所述法兰座62上设有容纳凹槽621，所述LOCA失水试验设备还包括夹紧装置，所述夹紧装置包括第一弹性件7、第二弹性件8、设有第一弧形槽的第一夹爪9以及设有第二弧形槽的第二夹爪101，所述第一夹爪9通过所述第一弹性件7安装在所述容纳凹槽621中，所述第二夹爪101通过所述第二弹性件8安装在所述容纳凹槽621中，且所述第一弧形槽和所述第二弧形槽围成用于夹持待测试包壳100的夹槽。可以理解地，所述第一弹性件7和所述第二弹性件8均包括但不限于弹簧、板簧等，所述第一弹性件7相对两端分别与所述容纳凹槽621的内壁和所述第一夹爪9的外壁抵接，所述第二弹性件8相对两端分别与所述容纳凹槽621的内壁和所述第二夹爪101的外壁抵接，且所述第一夹爪9和所述第二夹爪101分别位于所述容纳槽的相对两侧，所述第一夹爪9和所述第二夹爪101对称设置；而所述第一弧形槽和所述第二弧形槽均为半圆弧槽。

具体地，待测试包壳100的下端插入所述夹槽中，所述第一弹性件7的弹性力使得所述第一夹爪9的第一弧形槽夹紧待测试包壳100，所述第二弹性件8的弹性力使得所述第二夹爪101的第二弧形槽夹紧待测试包壳100，从而使得所述第一夹爪9和所述第二夹爪101分别从两端夹紧待测试包壳100。本实施例中，所述第一弹性件7和所述第二弹性件8可以调节所述夹槽的开口大小，从而所述夹紧装置可以夹紧不同外径的待测试包壳100，提高了该LOCA失水试验设备的适用性和通用性。

在一实施例中，如图3至图5所示，所述加热装置5包括环形底座51和安装在所述环形底座51上的螺旋加热管52，所述法兰座62上还设有环形凹槽622，所述环形底座51安装在所述环形凹槽622中，待测试包壳100插入所述螺旋加热管52的第一内孔中。可以理解地，所述喷淋装置4喷射的液体可以穿过所述螺旋加热管52喷洒到待测试包壳100上，所述加热装置5通过安装在所述环形凹槽622中的所述环形底座51安装在所述内部空间631中，从而提高了所述加热装置5安装在所述内部空间631中的便捷性。

在一实施例中，如图1所示，所述喷淋装置4包括支撑框架41以及安装在所述支撑框架41上的多个喷淋头42，所述支撑框架41安装在所述内部空间631中，所述喷淋头42用于向待测试包壳100喷洒用于淬火的液体。可以理解地，待测试包壳100的四周均设置有喷淋头42，沿上下方向，所述支撑框架41上也设有多个所述喷淋头42。作为优选，所述支撑框架41上还设有多个连接臂(图中未示出)，所述连接臂可以连接所述螺旋加热管52和待测试包壳100，从而保证了加热装置5和待测试包壳100安装在所述内部空间631中的稳定性。

在一实施例中，如图1所示，所述LOCA失水试验设备还包括调压装置102和第一管路103，所述第一管路103的一端连通待测试包壳100的第二内孔，所述第一管路103的另一端连通所述抽真空装置2和所述调压装置102，所述压力表3安装在所述第一管路103上；所述调压装置102用于调节所述内部空间631中的压力。可以理解地，所述调压装置102可以通过所述第一管路103往待测试包壳100的第二内孔中充入保护气(氩气等)，使得待测试包壳100可以在一定压力下发生鼓胀爆破，进一步提高了该LOCA失水试验设备试验的真实度。

在一实施例中，如图1所示，所述LOCA失水试验设备还包括蒸汽收集器104，所述蒸汽收集器104连通所述内部空间631的顶部。可以理解地，所述内部空间631中的水蒸气可以通过被收集在所述蒸汽收集器104中。作为优选，所述蒸汽收集器104还连通所述蒸汽发生装置，从而所述蒸汽收集器104收集到的水蒸气可以输入到所述蒸汽装置1中，被所述蒸汽装置1进一步加热后输入到所述内部空间631中，从而降低了该LOCA失水试验设备的试验成本。

在一实施例中，如图1所示，所述LOCA失水试验设备还包括第一开关阀105和排液管106，所述排液管106连通所述内部空间631的底部，所述第一开关阀105安装在所述排液管106上，且所述第一开关阀105用于控制所述排液管106的通断。可以理解地，所述排液管106穿过所述法兰座62连通所述内部空间631；当待测试包壳100的试验结束后，所述第一开关阀105打开，所述内部空间631中的液体通过所述排液管106排出。

在一实施例中，所述LOCA失水试验设备还包括安装在所述内部空间631中的液位传感器(图中未示出)。可以理解地，所述液位传感器可以检测所述内部空间631中的液位深度，从而可以获取待测试包壳100浸泡在液体中的高度，实验者可以获取待测试包壳100不同实验数据。

在一实施例中，所述内部空间631的内壁上设有隔热层(图中未示出)。可以理解地，所述隔热层可以减少所述内部空间631中热散失量，从而提高了该LOCA失水试验设备的试验效率。

以上仅为本实用新型的LOCA失水试验设备的实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种LOCA失水试验设备，其特征在于，包括蒸汽装置、抽真空装置、压力表、喷淋装置、设有第一内孔的加热装置以及设有内部空间的压力罐；所述加热装置、所述喷淋装置以及待测试包壳均安装在所述内部空间中，且待测试包壳位于所述第一内孔中；所述加热装置用于对待测试包壳进行加热，所述喷淋装置用于对加热后的待测试包壳进行淬火；

2.根据权利要求1所述的LOCA失水试验设备，其特征在于，所述压力罐包括法兰盖、法兰座以及设有所述内部空间的罐体，所述罐体安装在所述法兰座上，所述法兰盖盖合在所述罐体的顶部；

所述罐体上还设有观察视窗。

3.根据权利要求2所述的LOCA失水试验设备，其特征在于，所述法兰座上设有容纳凹槽，所述LOCA失水试验设备还包括夹紧装置，所述夹紧装置包括第一弹性件、第二弹性件、设有第一弧形槽的第一夹爪以及设有第二弧形槽的第二夹爪，所述第一夹爪通过所述第一弹性件安装在所述容纳凹槽中，所述第二夹爪通过所述第二弹性件安装在所述容纳凹槽中，且所述第一弧形槽和所述第二弧形槽围成用于夹持待测试包壳的夹槽。

4.根据权利要求2所述的LOCA失水试验设备，其特征在于，所述加热装置包括环形底座和安装在所述环形底座上的螺旋加热管，所述法兰座上还设有环形凹槽，所述环形底座安装在所述环形凹槽中，待测试包壳插入所述螺旋加热管的第一内孔中。

5.根据权利要求1所述的LOCA失水试验设备，其特征在于，所述喷淋装置包括支撑框架以及安装在所述支撑框架上的多个喷淋头，所述支撑框架安装在所述内部空间中，所述喷淋头用于向待测试包壳喷洒用于淬火的液体。

6.根据权利要求1所述的LOCA失水试验设备，其特征在于，所述LOCA失水试验设备还包括调压装置和第一管路，所述第一管路的一端连通待测试包壳的第二内孔，所述第一管路的另一端连通所述抽真空装置和所述调压装置，所述压力表安装在所述第一管路上；所述调压装置用于调节所述内部空间中的压力。

7.根据权利要求1所述的LOCA失水试验设备，其特征在于，所述LOCA失水试验设备还包括蒸汽收集器，所述蒸汽收集器连通所述内部空间的顶部。

8.根据权利要求1所述的LOCA失水试验设备，其特征在于，所述LOCA失水试验设备还包括第一开关阀和排液管，所述排液管连通所述内部空间的底部，所述第一开关阀安装在所述排液管上，且所述第一开关阀用于控制所述排液管的通断。

9.根据权利要求1所述的LOCA失水试验设备，其特征在于，所述LOCA失水试验设备还包括安装在所述内部空间中的液位传感器。

10.根据权利要求1所述的LOCA失水试验设备，其特征在于，所述内部空间的内壁上设有隔热层。