專利名稱：緊密排列細(xì)棒燃料組件微通道溫度測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于測量裝置，具體涉及一種緊密排列細(xì)棒燃料組件微通道溫度測量裝置。
背景技術(shù)：
堆芯燃料組件的熱工水力特性研究對于反應(yīng)堆的安全運(yùn)行及相關(guān)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)具有十分重要的意義，為了提高堆芯燃料組件的性能以及優(yōu)化其設(shè)計(jì)，各國都對此開展了熱工水力分析和試驗(yàn)研究，并提出了很多新概念的堆型。緊密排列燃料組件是先進(jìn)水冷反應(yīng)堆中的新型燃料組件之一，即堆芯的燃料元件采用稠密布置，形成燃料元件按三角形排列、 燃料組件六角形排列的蜂窩狀堆芯。緊密排列燃料組件通過縮小燃料元件柵元的間距，縮小了堆芯體積，提高了堆芯的轉(zhuǎn)換比，提高了燃耗深度，進(jìn)而達(dá)到延長燃耗壽期的目的，實(shí)現(xiàn)長循環(huán)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)鈾資源的有效利用。堆芯子通道間的交混特性是燃料組件的熱工水力性能的重要研究內(nèi)容之一，優(yōu)越的交混性能能夠大大提高堆芯燃料組件的熱工水力性能。燃料組件的交混特性研究對燃料組件的設(shè)計(jì)論證、提高組件的熱工水力性能具有重要的意義。研究表明，影響燃料組件的交混特性的因素很多，系統(tǒng)的熱工參數(shù)以及燃料組件的結(jié)構(gòu)都會對其產(chǎn)生不同程度的影響。 由于組件子通道內(nèi)熱工水力特性以及結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，其相應(yīng)的交混特性也非常的復(fù)雜，目前燃料組件的交混特性一般都是通過開展試驗(yàn)來進(jìn)行研究。緊密排列試驗(yàn)組件交混試驗(yàn)研究需要同時(shí)測量36個(gè)子通道出口溫度，在此基礎(chǔ)上計(jì)算試驗(yàn)組件交混系數(shù)，由于緊密排列堆芯燃料組件采用稠密布置，燃料元件間隙非常小，試驗(yàn)組件棒間距只有1. O 1. 2mm，溫度測溫難度非常大，一方面需要準(zhǔn)確測量子通道出口溫度，另一方面不能對流場有較大影響，是項(xiàng)目研究的關(guān)鍵技術(shù)之一。國內(nèi)外資料調(diào)研表明，目前還沒有燃料組件微通道溫度測量部件的相關(guān)技術(shù)專利，例如專利CN101539461公布的“多通道熱電偶溫度采集系統(tǒng)及方法”、專利 CN101770M4A公布的“多功能熱力模擬實(shí)驗(yàn)機(jī)斷電采集溫度的測量采樣方法”、專利 1796950公布的“一種適用于微重力流體試驗(yàn)的多通道溫度采集系統(tǒng)”等，主要是給出了溫度測量系統(tǒng)電路模塊等方面的介紹，還有一些例如專利CN01262884公布的“半鎧裝滑動測溫?zé)犭娕肌?、專利CN1332362公布的“鋁電解液溫度測量用浸入式熱電偶”、專利 CN200920084039公布的“ 一種物體內(nèi)部溫度場分布測量儀器”等主要給出了一些特殊的專用熱電偶制作方法，這些發(fā)明專利成果無法用于本項(xiàng)目試驗(yàn)研究。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種能夠測量緊密排列細(xì)棒燃料組件微通道溫度的測量裝置。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種緊密排列細(xì)棒燃料組件微通道溫度測量裝置，其中，包括定位格架和熱電偶組件，其中定位格架為具有一定厚度的金屬板，在金屬板上按照預(yù)先設(shè)定的圖案將多余的金屬去掉，熱電偶組件包括中空的熱電偶套管，在熱電偶套管中放置熱電偶。如上所述的一種緊密排列細(xì)棒燃料組件微通道溫度測量裝置，其中，定位格架由多個(gè)定位單元排列組成，在邊緣位置分別布置邊緣定位單元。如上所述的一種緊密排列細(xì)棒燃料組件微通道溫度測量裝置，其中，定位單元呈六邊形，定位單元的中心為燃料組件通道，在定位單元的六個(gè)角上分別開有熱電偶套管通道。如上所述的一種緊密排列細(xì)棒燃料組件微通道溫度測量裝置，其中，邊緣定位單元為五邊形結(jié)構(gòu)，這個(gè)五邊形結(jié)構(gòu)的其中四個(gè)邊按照正六邊形的結(jié)構(gòu)設(shè)置，最后一個(gè)邊用于將斷開的兩個(gè)邊連接起來，邊緣定位單元的中心位置被設(shè)置為與燃料組件形狀相適應(yīng)的燃料組件通道，邊緣定位單元的五個(gè)角被設(shè)置為熱電偶套管通道。如上所述的一種緊密排列細(xì)棒燃料組件微通道溫度測量裝置，其中，7個(gè)定位單元按照“2、3、2”的順序排列布置后形成定位格架中心部分的圖案，在定位格架的六個(gè)邊緣位置分別布置邊緣定位單元，所述的“2、3、2”的順序排列布置是指第一排2個(gè)定位單元，第二排3個(gè)定位單元，第三排2個(gè)定位單元。如上所述的一種緊密排列細(xì)棒燃料組件微通道溫度測量裝置，其中，所述的熱電偶套管為中空的金屬套管，套管的底端用氬弧焊進(jìn)行氬弧焊封堵。本新型的效果是本實(shí)用新型能很好的適用于微小子通道溫度測量，實(shí)現(xiàn)了對試驗(yàn)組件子通道溫度的準(zhǔn)確、精確測量(測量精度士rc)，同時(shí)定位格架阻力不大于棒束阻力的5%，對子通道流量分配和溫度分布影響不大。

圖1是本實(shí)用新型提供的緊密排列細(xì)棒燃料組件微通道溫度測量裝置的定位格架的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是定位格架中一個(gè)定位單元的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是定位格架中邊緣定位單元的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是熱電偶套管的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1.定位格架、2.燃料組件通道、3.熱電偶套管通道、4.定位單元、5.熱電偶套管、6.氬弧焊封堵、7.邊緣定位單元。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本申請進(jìn)行進(jìn)一步說明。如附圖1和圖4所示，一種緊密排列細(xì)棒燃料組件微通道溫度測量裝置，包括定位格架1和熱電偶組件。其中定位格架1為具有一定厚度的金屬板，在金屬板上按照預(yù)先設(shè)定的圖案將多余的金屬去掉。由于燃料組件的排列具有明顯的規(guī)律，因此制作好的定位格架也具有明顯的排布規(guī)律。如圖1和圖2所示，定位格架1 一般由多個(gè)定位單元4排列組成。在本申請中，定位單元4呈六邊形，定位單元4的中心為燃料組件通道2，在定位單元4的六個(gè)角上分別開有熱電偶套管通道3。由于本例中的燃料組件為附圖2所示的花瓣形狀，因此燃料組件通
4道2的形狀也與之相對應(yīng)，當(dāng)然如果燃料組件的形狀有所改變時(shí)燃料組件通道2的形狀也需要做適應(yīng)性改變。7個(gè)定位單元4按照“2、3、2”的順序排列布置(第一排2個(gè)定位單元 4，第二排3個(gè)定位單元4，第三排2個(gè)定位單元4)后就形成定位格架1中心部分的圖案，在定位格架1的六個(gè)邊緣位置分別布置邊緣定位單元7。 如附圖3所示，邊緣定位單元7為五邊形結(jié)構(gòu)，但是這個(gè)五邊形結(jié)構(gòu)的其中四個(gè)邊按照正六邊形的結(jié)構(gòu)設(shè)置，最后一個(gè)邊用于將斷開的兩個(gè)邊連接起來。與定位單元4類似， 邊緣定位單元7的中心位置被設(shè)置為與燃料組件形狀相適應(yīng)的燃料組件通道，邊緣定位單元7的五個(gè)角被設(shè)置為熱電偶套管通道3。如附圖4所示，熱電偶套管5為中空的金屬套管，套管的底端用氬弧焊進(jìn)行氬弧焊封堵6。所述的氬弧焊是本領(lǐng)域常用的焊接方式。本申請的緊密排列細(xì)棒燃料組件微通道溫度測量裝置的安裝過程和工作方式大致如下首先將定位格架ι套接在燃料組件上，由于定位格架1上的燃料組件通道2的形狀和布置位置都是根據(jù)燃料組件設(shè)置的，因此可以很容易的將其套接在燃料組件上；然后將帶有氬弧焊封堵6的熱電偶套管5插入熱電偶套管通道3中，在本例中需要安裝的熱電偶套管5共有36個(gè)，當(dāng)然根據(jù)需要可以增加或減少熱電偶套管5的個(gè)數(shù)，如果增加熱電偶套管5的個(gè)數(shù)還需要增加熱電偶套管通道3的個(gè)數(shù)；最后在熱電偶套管5中放入用于探測溫度數(shù)值的熱電偶。當(dāng)整個(gè)裝置工作時(shí)，熱電偶實(shí)時(shí)探測溫度數(shù)值，當(dāng)個(gè)別熱電偶發(fā)生損壞時(shí)，可以方便的從熱電偶套管5中將其取出更換，而不影響其它熱電偶的工作，同時(shí)由于熱電偶套管和定位格架分布均勻，且截面積很小，因此不會影響整個(gè)流道的流場特性。
權(quán)利要求1.一種緊密排列細(xì)棒燃料組件微通道溫度測量裝置，其特征在于包括定位格架(1) 和熱電偶組件，其中定位格架(1)為具有一定厚度的金屬板，在金屬板上按照預(yù)先設(shè)定的圖案將多余的金屬去掉，熱電偶組件包括中空的熱電偶套管(5)，在熱電偶套管(5)中放置熱電偶。
2.如權(quán)利要求1所述的一種緊密排列細(xì)棒燃料組件微通道溫度測量裝置，其特征在于定位格架(1)由多個(gè)定位單元(4)排列組成，在邊緣位置分別布置邊緣定位單元(7)。
3.如權(quán)利要求2所述的一種緊密排列細(xì)棒燃料組件微通道溫度測量裝置，其特征在于定位單元(4)呈六邊形，定位單元的中心為燃料組件通道O)，在定位單元的六個(gè)角上分別開有熱電偶套管通道(3)。
4.如權(quán)利要求3所述的一種緊密排列細(xì)棒燃料組件微通道溫度測量裝置，其特征在于邊緣定位單元(7)為五邊形結(jié)構(gòu)，這個(gè)五邊形結(jié)構(gòu)的其中四個(gè)邊按照正六邊形的結(jié)構(gòu)設(shè)置，最后一個(gè)邊用于將斷開的兩個(gè)邊連接起來，邊緣定位單元(7)的中心位置被設(shè)置為與燃料組件形狀相適應(yīng)的燃料組件通道，邊緣定位單元(7)的五個(gè)角被設(shè)置為熱電偶套管通道(3)。
5.如權(quán)利要求4所述的一種緊密排列細(xì)棒燃料組件微通道溫度測量裝置，其特征在于7個(gè)定位單元(4)按照“2、3、2”的順序排列布置后形成定位格架(1)中心部分的圖案， 在定位格架⑴的六個(gè)邊緣位置分別布置邊緣定位單元(7)，所述的“2、3、2”的順序排列布置是指第一排2個(gè)定位單元，第二排3個(gè)定位單元，第三排2個(gè)定位單元(4)。
6.如權(quán)利要求5所述的一種緊密排列細(xì)棒燃料組件微通道溫度測量裝置，其特征在于所述的熱電偶套管(5)為中空的金屬套管，套管的底端用氬弧焊進(jìn)行氬弧焊封堵(6)。
專利摘要本實(shí)用新型屬于測量裝置，具體涉及一種緊密排列細(xì)棒燃料組件微通道溫度測量裝置。它包括定位格架和熱電偶組件，其中定位格架為具有一定厚度的金屬板，在金屬板上按照預(yù)先設(shè)定的圖案將多余的金屬去掉，熱電偶組件包括中空的熱電偶套管，在熱電偶套管中放置熱電偶。本新型的效果是本實(shí)用新型能很好的適用于微小子通道溫度測量，實(shí)現(xiàn)了對試驗(yàn)組件子通道溫度的準(zhǔn)確、精確測量(測量精度±1℃)，同時(shí)定位格架阻力不大于棒束阻力的5％，對子通道流量分配和溫度分布影響不大。
文檔編號G01K7/02GK202281657SQ20112035936
公開日2012年6月20日 申請日期2011年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月23日
發(fā)明者曹念, 謝峰, 郎雪梅 申請人:中國核動力研究設(shè)計(jì)院