一种测量棒束通道内格架下游的壁面压力场的实验装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种测量棒束通道内格架下游的壁面压力场的实验装置，针对由于棒束结构复杂，内部通道空间狭小，常规压力测量方法难以精确测量格架下游壁面的压力场的问题，通过在棒束流道本体中设置开口金属管，在开口金属管上设置石英玻璃窗口，作为硬杆内窥镜的工作窗口；将内窥镜内置于开口金属管内，其中，硬杆内窥镜深入开口金属管的一端装有前置照明窗口，外置激光发生器的激光通过光纤导光从石英玻璃窗口照射到目标棒束上；该内窥镜的另一端连接光信号采集器，用于采集激光照射到目标棒束上后的反射光信号，得到相应的光强度，以便根据预先得到的光强度和压力的标定曲线，获取该光强度对应的压力值，能有效地得到格架下游壁面的压力场。壁面的压力场。壁面的压力场。

【技术实现步骤摘要】
一种测量棒束通道内格架下游的壁面压力场的实验装置


[0001]本专利技术属于反应堆热工流体实验测量的
，尤其涉及一种测量棒束通道内格架下游的壁面压力场的实验装置。

技术介绍

[0002]近年来，新能源在电力行业发展迅猛，市场占有率逐年提高，但核能占比依然很低，不超过5％，低于世界平均水平。核能想要在激烈的竞争中得到发展，必须在安全可靠的前提下提升其效益。核反应堆的核心部件之一是燃料组件，其内部的流动传热特性与反应堆的安全性、可靠性以及经济性密切相关，因此对燃料组件内部传热传质的研究是整个堆芯热工水力研究的重要内容。
[0003]定位格架是燃料组件内对热工水力性能影响较大的部件之一，格架上的交混翼对流体产生扰动，使得压力分布不均匀，湍流脉动增强，诱发横向速度，从而达到加强换热的目的。定位格架对燃料组件热工性能的研究始于上世纪60年代，国内外学者开展了大量的实验和计算工作，利用CFD方法对棒束通道内流体流动特性进行研究，证明了可以通过CFD手段对定位格架的设计和优化提供指导意见。
[0004]在常规商用压水堆中，燃料元件通常以正方形排列棒束的形式安装在堆芯中，棒束通过格架进行定位，是影响反应堆流场的关键阻力件；交混格架可以增强棒束通道间的交混作用，能有效增强换热能力和临界热流密度，提高反应堆的安全性和经济性。
[0005]在反应堆安全分析以及新型格架设计中，开展棒束流道内格架下游的棒壁面压力场测量，对认识格架性能具有重要意义。然而，由于棒束结构复杂，内部通道空间狭小，常规压力测量方法难以精确测量格架下游壁面压力场。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种测量棒束通道内格架下游的壁面压力场的实验装置，可有效测量格架下游壁面的压力场。
[0007]为解决上述问题，本专利技术的技术方案为：
[0008]一种测量棒束通道内格架下游的壁面压力场的实验装置，包括：棒束流道本体、内窥镜、激光发生器、光信号采集器；
[0009]所述棒束流道本体中的棒束包括开口金属管，所述开口金属管上设置有窗口，作为所述内窥镜的工作窗口；
[0010]所述内窥镜内置于所述开口金属管；
[0011]所述内窥镜深入所述开口金属管的一端安装前置照明窗口，所述激光发生器通过光纤导光将激光从所述石英玻璃窗口照射到目标棒束上；
[0012]所述内窥镜的另一端连接所述光信号采集器，所述光信号采集器用于采集激光照射到目标棒束上后的反射光信号，得到相应的光强度，以便根据预先得到的光强度和压力的标定曲线，获取所述光强度对应的压力值。
[0013]根据本专利技术一实施例，实验装置还包括位移控制组件，用于改变所述棒束流道本体内金属格架的位置；
[0014]所述位移控制组件包括磁性件、支撑块、连接件及驱动器，所述支撑块置于所述磁性件下方，用于支撑所述磁性件；所述连接件的一端穿过所述磁性件与所述支撑块相连，所述连接件的另一端与所述驱动器相连，受所述驱动器驱使，带动所述支撑块移动；
[0015]所述位移控制组件内置于所述棒束中，所述磁性件与棒束外的金属格架相吸，在驱动器的运行下，改变金属格架的位置。
[0016]根据本专利技术一实施例，所述棒束流道本体中的棒束表面均匀涂抹压敏漆。
[0017]本专利技术由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：
[0018]本专利技术一实施例中的测量棒束通道内格架下游的壁面压力场的实验装置，针对由于棒束结构复杂，内部通道空间狭小，常规压力测量方法难以精确测量格架下游壁面的压力场的问题，通过在棒束流道本体中设置开口金属管，在开口金属管上设置窗口，作为内窥镜的工作窗口；将内窥镜内置于开口金属管内，其中，内窥镜深入开口金属管的一端装有前置照明窗口，与外置激光发生器通过光纤相连，产生的激光通过光纤导光后自工作窗口照射到目标棒束上；该内窥镜的另一端连接光信号采集器，用于采集激光照射到目标棒束上后的反射光信号，得到相应的光强度，以便根据预先得到的光强度和压力的标定曲线，获取该光强度对应的压力值。相比现有的测量方法，能更有效地得到格架下游壁面的压力场。
附图说明
[0019]图1为本专利技术一实施例中的压力场测试实验回路示意图；
[0020]图2为本专利技术一实施例中的棒束流道本体示意图；
[0021]图3为本专利技术一实施例中的开口金属管的示意图；
[0022]图4为本专利技术一实施例中的内窥镜位置示意图；
[0023]图5为本专利技术一实施例中的位移控制组件示意图。
[0024]附图标记说明：
[0025]1：棒束流道本体；2：开口金属管；3：目标棒束；4：内窥镜；5：激光发生器；6：光信号采集器；7：窗口；8：磁性件；9：支撑块；10：连接件；11：驱动器；12：金属格架；13：亚克力流道；14：固定销；15：风机；16：转子流量计。
具体实施方式
[0026]以下结合附图和具体实施例对本专利技术提出的一种测量棒束通道内格架下游的壁面压力场的实验装置作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本专利技术的优点和特征将更清楚。
[0027]请参看图1，本实施例中的测量棒束通道内格架下游的壁面压力场的实验装置应用于图1中的压力场测试实验回路，通过风机15控制回路介质流速，转子流量计16测量流速后进入实验阶段，回路状态稳定后开始测量棒束通道内格架下游的壁面压力场。当转子流量计16测得的流量不随时间变化时即可认为回路状态稳定。
[0028]具体的，请参看图2～图4，该测量棒束通道内格架下游的壁面压力场的实验装置
包括棒束流道本体1、内窥镜4、激光发生器5、光信号采集器6，其中，棒束流道本体1中的棒束包括开口金属管2，该开口金属管2上设置有窗口7，作为内窥镜4的工作窗口。为保证流道内的介质不会进入到金属管内，该窗口7可以是石英玻璃窗口，也可以是其他具有良好透光性材质的窗口。而内窥镜4则内置于该开口金属管2中，该内窥镜4深入开口金属管2的一端安装前置照明窗口，与外置的激光发生器5通过光纤相连，激光发生器5产生的激光通过光纤导光后自工作窗口照射到目标棒束3上。内窥镜4的另一端连接光信号采集器6，该光信号采集器6用于采集激光照射到目标棒束3上后的反射光信号，得到相应的光强度，以便根据预先得到的光强度和压力的标定曲线，获取该光强度对应的压力值。
[0029]需要说明的是，本实施例中的测量棒束通道内格架下游的壁面压力场的实验装置的燃料棒束采用金属管代替，如铝合金管。下面以3
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3的棒束流道本体为例，说明本实施例中的实验装置。
[0030]如图2所示，该棒束流道为亚克力流道13，其内置9个棒束(即9个金属管)以正方形排列，每个棒束通过格架定位。其中，位于正方形各边中点的棒束为开口金属管2。请参看图3，该开口金属管长1500mm，其上开设一长10mm的开口，在该开口上安装石英玻璃，形成窗口7，作为内窥镜4的工作窗口。该窗口7可保证激光及其反射光能够通过该窗本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种测量棒束通道内格架下游的壁面压力场的实验装置，其特征在于，包括：棒束流道本体、内窥镜、激光发生器、光信号采集器；所述棒束流道本体中的棒束包括开口金属管，所述开口金属管上设置有窗口，作为所述内窥镜的工作窗口；所述内窥镜内置于所述开口金属管；所述内窥镜深入所述开口金属管的一端安装前置照明窗口，所述激光发生器通过光纤导光将激光从所述窗口照射到目标棒束上；所述内窥镜的另一端连接所述光信号采集器，所述光信号采集器用于采集激光照射到目标棒束上后的反射光信号，得到相应的光强度，以便根据预先得到的光强度和压力的标定曲线，获取所述光强度对应的压力值。2.如权利要求1所述的测量棒束通...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖瑶，傅俊森，顾汉洋，张亨伟，李俊龙，丛腾龙，刘利民，郭辉，倪洪诚，
申请(专利权)人：上海雷奎流体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：