RU215110U1 - Имитатор тепловыделяющего элемента с двухсторонним теплосъемом - Google Patents
Имитатор тепловыделяющего элемента с двухсторонним теплосъемом Download PDFInfo
- Publication number
- RU215110U1 RU215110U1 RU2022105675U RU2022105675U RU215110U1 RU 215110 U1 RU215110 U1 RU 215110U1 RU 2022105675 U RU2022105675 U RU 2022105675U RU 2022105675 U RU2022105675 U RU 2022105675U RU 215110 U1 RU215110 U1 RU 215110U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fuel
- heat
- simulator
- fuel element
- electrically heated
- Prior art date
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 46
- 239000000615 nonconductor Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 9
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 235000012245 magnesium oxide Nutrition 0.000 description 4
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 4
- 229910001120 nichrome Inorganic materials 0.000 description 3
- 102200052313 POLD1 G21C Human genes 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
Полезная модель относится к области теплофизических исследований и может быть использована для исследований температурных режимов тепловыделяющих элементов (твэлов) ядерных реакторов.
Технические результат, на достижение которого направлена предлагаемая полезная модель, заключается в моделирования трубчатого твэла, что обеспечивается тем, что дополнительно электрообогреваемый элемент от вогнутой теплоотдающей поверхности отделен электроизолятором.
Технические результат достигается имитатором тепловыделяющего элемента с двухсторонним теплосъемом, включающим в себя оболочку и электрообогреваемый элемент с выпуклой теплоотдающей поверхностью, подключенный к источнику питания и отделенный от выпуклой теплоотдающей оболочки электроизолятором, отличающийся тем, что дополнительно электрообогреваемый элемент от вогнутой теплоотдающей поверхности отделен электроизолятором. 2 ил.
Description
Полезная модель относится к области теплофизических исследований и может быть использована для имитации температурного режима тепловыделяющих элементов (твэлов) ядерных реакторов, при исследовании запасов до кризиса теплообмена и исследовании различных аварийных режимов работы твэлов на электрообогреваемых стендах, а также в промышленности и исследовательской практике при проведении тепловых испытаний.
Известны имитаторы твэлов прямого нагрева. В имитаторах твэлов прямого нагрева выделение тепла достигается пропусканием тока через оболочку. Теплоноситель омывает теплоотдающую поверхность имитатора непосредственно. Электрообогреваемые тепловыделяющие элементы прямого нагрева успешно используются для исследований кризиса теплоотдачи и различных тепломассообменных процессов.
Основной недостаток имитатора твэла прямого нагрева состоит в том, что он не может быть использован при исследовании аварийных процессов поскольку он не моделирует твэл. Для моделирования необходимо обеспечить соответствие объемной теплоемкости твэла и имитатора твэла. Последнее достигается с помощью приближения свойств электроизолятора (объемной теплоемкости) и твэла. (Болтенко Э.А. Методы экспериментального исследования теплогидравлических характеристик и структуры потока на моделях тепловыделяющих элементов ядерных реакторов, учебное пособие, Э.А. Болтенко, А.Н. Варава, А.Т. Комов; под ред. А.Т. Комова. - 2-е изд., испр. и доп. - М.: Издательство МЭИ, 2017. 220 с. /1/).
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является имитатор твэла косвенного нагрева.
Имитатор твэла состоит из корпуса имитатора - оболочки, выполняемого из нержавеющей стали и служащего для размещения внутри него нагревательного элемента в виде проволоки или стержня, по которому пропускают ток от источника тока. В качестве материала нагревательного элемента используют нихром, сталь и т.п.
Нагревательный элемент установлен в верхний токоподводящий узел, который выполнен заодно с корпусом имитатора. Между корпусом имитатора твэла и нагревательным элементом располагают электроизолирующий материал. В качестве последнего используют, как правило, порошок (наполнитель) MgO - периклаз. Выход нагревательного элемента из корпуса осуществляется через узел герметизации (А.С. 1340441 СССР. Имитатор тепловыделяющего элемента ядерного реактора С.М. Балашов, А.С. Коньков, A.M. Павлов. Открытия. Изобретения. 1987 /2/).
На фиг. 1 представлен имитатор тепловыделяющего элемента с односторонним теплосъемом. Теплосъем осуществляется с выпуклой теплоотдающей поверхности - оболочка 2.
Имитатор включает следующие элементы: 1 - нижний токоподвод (медь), 2 - наружная оболочка из нержавеющей стали, 3 - электроизолятор (MgO), 4 - электрообогреваемый элемент (нихром марки Х20Н8О), 5 - верхний токоподвод (медь), 6 - термопара (6 штук). 7 - узел герметизации.
Известны реакторные установки (РУ) с трубчатыми твэлами (Патент России 2220464 МКИ3 G21C 3/00, 3/30, 3/32. Тепловыделяющая сборка / В.Н. Блинков, Э.А. Болтенко // Заявка №2002104121 от 20.02.2002. Открытия. Изобретения. 2003. №36 /3/, Блинков В.Н., Болтенко Э.А., Елкин И.В., Мелихов О.И., Соловьев С.Л. Перспективы использования кольцевых твэлов в атомной энергетике / Теплоэнергетика, 2010, №3 с. 28-33 /4/).
Основной недостаток известного имитатора косвенного обогрева состоит в том, что он не может быть использован при исследовании трубчатых твэлов, поскольку он не моделирует твэл. Для моделирования необходимо обеспечить соответствие геометрии твэла и объемной теплоемкости твэла и имитатора твэла. Последнее достигается с помощью приближения свойств электроизолятора (объемной теплоемкости) и твэла. Для проведения экспериментальных исследований на моделях трубчатых твэлов необходимы имитаторы твэлов, в которых теплосъем осуществляется как с вогнутой, так и с выпуклой теплоотдающих поверхностей.
Предлагается имитатор тепловыделяющего элемента с двухсторонним теплосъемом, включающий в себя оболочку и электрообогреваемый элемент с выпуклой теплоотдающей поверхностью, подключенный к источнику питания и отделенный от выпуклой теплоотдающей оболочки электроизолятором, отличающийся тем, что дополнительно электрообогреваемый элемент от вогнутой теплоотдающей поверхности отделен электроизолятором.
Технические результат, на достижение которого направлена предлагаемая полезная модель, заключается в моделирования трубчатого твэла, что обеспечивается тем, что дополнительно электрообогреваемый элемент от вогнутой теплоотдающей поверхности отделен электроизолятором.
Достижение технического результата, заключающегося в моделирования трубчатого твэла обеспечивается тем, что имитатор твэла геометрически подобен исследуемому трубчатому твэлу, а также тем, что обеспечивается приближенное соответствие объемной теплоемкости твэла и имитатора твэла.
На фиг. 2 показано поперечное сечение имитатора тепловыделяющего элемента с двухсторонним теплосъемом.
Имитатор состоит из наружной оболочки - 2, двух электроизоляторов - 3 (периклаз), в которых размещены термопары - 6 типа ХА (2 штуки), электрообогреваемого элемента - 4, который выполнен из нихрома, внутренней оболочки - 8.
Имитатор работает следующим образом. Имитатор помещают в рабочий участок, в котором обеспечиваются режимные параметры эксперимента (давление, расход и температура воды, мощность тепловыделения на имитаторе). Вода омывает наружную оболочку 2 (выпуклая теплоотдающая поверхность) и внутреннюю оболочку 8 (вогнутая теплоотдающая поверхность). В течение эксперимента проводят запись всех регистрируемых параметров. Проводят обработку данных и анализ результатов.
Список использованной литературы
1) Болтенко Э.А. Методы экспериментального исследования теплогидравлических характеристик и структуры потока на моделях тепловыделяющих элементов ядерных реакторов, учебное пособие, Э.А. Болтенко, А.Н. Варава, А.Т. Комов; под ред. А.Т. Комова. 2 изд., испр. и доп. М.: Издательство МЭИ, 2017. 220 с.
2) А.С. 1340441 СССР. Имитатор тепловыделяющего элемента ядерного реактора СМ. Балашов, А.С. Коньков, A.M. Павлов. Открытия. Изобретения. 1987.
3) Патент России 2220464 МКИ3 G21C 3/00, 3/30, 3/32. Тепловыделяющая сборка / В.Н. Блинков, Э.А. Болтенко // Заявка №2002104121 от 20.02.2002. Открытия. Изобретения. 2003. №36.
4) Блинков В.Н., Болтенко Э.А., Елкин И.В., Мелихов О.И., Соловьев С.Л. Перспективы использования кольцевых твэлов в атомной энергетике / Теплоэнергетика, 2010, №3 с. 28-33.
Claims (1)
- Имитатор тепловыделяющего элемента с двухсторонним теплосъемом, включающий в себя оболочку и электрообогреваемый элемент с выпуклой теплоотдающей поверхностью, подключенный к источнику питания и отделенный от выпуклой теплоотдающей оболочки электроизолятором, отличающийся тем, что дополнительно электрообогреваемый элемент от вогнутой теплоотдающей поверхности отделен электроизолятором.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU215110U1 true RU215110U1 (ru) | 2022-11-29 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002116288A (ja) * | 2000-10-06 | 2002-04-19 | Hitachi Ltd | 原子炉の燃料棒及びその製作方法 |
| RU2197023C2 (ru) * | 2001-01-03 | 2003-01-20 | Открытое акционерное общество "Новосибирский завод химконцентратов" | Имитатор тепловыделяющего элемента |
| RU2523423C1 (ru) * | 2013-01-09 | 2014-07-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Имитатор тепловыделяющего элемента ядерного реактора |
| EP2710607B1 (fr) * | 2011-05-18 | 2016-05-11 | Commissariat à l'Énergie Atomique et aux Énergies Alternatives | Dispositif de chauffage electrique d'un liquide, son procede de realisation et application a la simulation electrique de crayons de combustible nucleaire |
| RU162139U1 (ru) * | 2015-12-07 | 2016-05-27 | Эдуард Алексеевич Болтенко | Имитатор тепловыделяющего элемента |
| RU201731U1 (ru) * | 2019-11-14 | 2020-12-30 | Акционерное общество "Электрогорский научно-исследовательский центр по безопасности атомных электростанций" (АО "ЭНИЦ") | Тепловыделяющая электрообогреваемая сборка |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002116288A (ja) * | 2000-10-06 | 2002-04-19 | Hitachi Ltd | 原子炉の燃料棒及びその製作方法 |
| RU2197023C2 (ru) * | 2001-01-03 | 2003-01-20 | Открытое акционерное общество "Новосибирский завод химконцентратов" | Имитатор тепловыделяющего элемента |
| EP2710607B1 (fr) * | 2011-05-18 | 2016-05-11 | Commissariat à l'Énergie Atomique et aux Énergies Alternatives | Dispositif de chauffage electrique d'un liquide, son procede de realisation et application a la simulation electrique de crayons de combustible nucleaire |
| RU2523423C1 (ru) * | 2013-01-09 | 2014-07-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Имитатор тепловыделяющего элемента ядерного реактора |
| RU162139U1 (ru) * | 2015-12-07 | 2016-05-27 | Эдуард Алексеевич Болтенко | Имитатор тепловыделяющего элемента |
| RU201731U1 (ru) * | 2019-11-14 | 2020-12-30 | Акционерное общество "Электрогорский научно-исследовательский центр по безопасности атомных электростанций" (АО "ЭНИЦ") | Тепловыделяющая электрообогреваемая сборка |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104575637B (zh) | 一种用于模拟燃料包壳性能的试验装置与方法 | |
| CN104078087B (zh) | 一种模拟超临界水冷堆燃料元件的棒束试验件 | |
| RU215110U1 (ru) | Имитатор тепловыделяющего элемента с двухсторонним теплосъемом | |
| CN107424656B (zh) | 一种模拟乏池失冷工况乏包壳高温高压试验的棒束装置 | |
| Keogh et al. | Modelling Rayleigh-Bénard convection coupled with electro-vortex flow in liquid metal batteries | |
| CN108511093A (zh) | 一种压水堆燃料棒束高温加热夹持实验装置 | |
| CN214279620U (zh) | 一种海洋条件棒束通道可视化实验本体 | |
| Hagen et al. | Comparison of the quench experiments CORA-12, CORA-13, CORA-17 | |
| RU162139U1 (ru) | Имитатор тепловыделяющего элемента | |
| CN104034771B (zh) | 一种电化学电解池 | |
| CN114235887B (zh) | 一种高温高压单棒临界热流密度可视化实验装置 | |
| Kim et al. | Programmable Mesh Generation Strategy for Flow Analysis of Wire-pin Bundles | |
| RU201731U1 (ru) | Тепловыделяющая электрообогреваемая сборка | |
| CN212675929U (zh) | 一种内外同时加热的环形燃料包壳试验件 | |
| Kong et al. | Scaling Analysis of the SFR Cartridge Loop | |
| CN113851234B (zh) | 一种适用于核反应堆模拟试验密排安装的内置式电加热棒 | |
| Vryashkova et al. | Improving the results of QUENCH-16 experiment by using new models of MELCOR 2.1 | |
| CN217008659U (zh) | 一种池式液态金属反应堆的传热试验系统 | |
| Korotkikh et al. | Thermohydraulic Calculation of VVER and SCWR Reactor Channels | |
| Han et al. | CFD investigation of turbulent Prandtl number effect in 19 fuel pin bundle with liquid sodium fluid | |
| Wang et al. | Transport mechanism of methane steam reforming on fixed bed catalyst heated by high temperature helium for hydrogen production: a CFD investigation | |
| Vasiliev et al. | Application of thermal-hydraulics and severe accident code SOCRAT/V3 to bottom water reflood experiment QUENCH-20 with BWR bundle | |
| RU2242058C2 (ru) | Тепловыделяющая сборка | |
| Yang | Heat transfer analysis of internally-cooled fuel element | |
| CN207197832U (zh) | 一种地热泵机组性能的检测装置 |