本發(fā)明涉及反應(yīng)堆安全，具體而言，涉及一種矩形窄縫通道內(nèi)熱流局部集中模擬裝置。

背景技術(shù)：

1、在制備彌散型燃料元件時(shí)，由于核裂變顆?？赡艹霈F(xiàn)局部聚集，這會(huì)增加局部反應(yīng)性，導(dǎo)致局部區(qū)域的熱流密度高于周圍區(qū)域，形成熱流密度局部集中現(xiàn)象。這種局部集中現(xiàn)象可能引發(fā)高溫?zé)岚?，并使局部區(qū)域產(chǎn)生汽泡，改變?cè)搮^(qū)域局部流型，從而提前觸發(fā)沸騰臨界現(xiàn)象。

2、目前的研究主要側(cè)重于均勻加熱和余弦分布的非均勻加熱情況下的沸騰臨界行為特性，而在熱流局部集中的情況下，導(dǎo)致流型改變引發(fā)的沸騰臨界現(xiàn)象與之不同。熱流局部集中對(duì)于彌散型燃料元件的安全性至關(guān)重要，因此迫切需要研究熱流局部集中對(duì)沸騰臨界行為特性的影響，為彌散型燃料元件熱工水力設(shè)計(jì)和安全分析提供技術(shù)支撐。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種矩形窄縫通道內(nèi)熱流局部集中模擬裝置，解決上述技術(shù)問題，提高了熱流集中區(qū)域加熱表面熱流密度的均勻性和調(diào)控精準(zhǔn)性，可以更加精確地模擬原型核釋熱特性。

2、本發(fā)明的實(shí)施例通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種矩形窄縫通道內(nèi)熱流局部集中模擬裝置，包括芯體，芯體外依次貼緊包裹有絕緣層和承壓殼，芯體內(nèi)設(shè)有矩形窄縫通道，芯體兩端分別連接有與矩形窄縫通道連通的流道進(jìn)口和流道出口，流道進(jìn)口和流道出口上均連接有用于外接電源使芯體發(fā)熱的導(dǎo)電銅排，芯體單側(cè)寬外板面上開設(shè)有用于形成熱流密度局部集中的凹槽，凹槽沿其長(zhǎng)度方向上的槽深由中心向兩側(cè)逐漸減小，凹槽長(zhǎng)度方向沿芯體寬度方向布置，且凹槽開設(shè)于芯體寬度方向的中心位置。

3、進(jìn)一步地，凹槽為半橢圓形沉槽。

4、進(jìn)一步地，芯體由兩塊平行等厚的金屬板疊合密封焊接而成。

5、優(yōu)選地，凹槽深度不超過金屬板厚度的2/3，且凹槽底部與矩形窄縫通道間的距離不低于1mm。

6、進(jìn)一步地，凹槽長(zhǎng)度方向邊緣與芯體寬邊邊緣間留有5mm以上間距。

7、進(jìn)一步地，芯體兩側(cè)窄邊采用傾斜切削處理。

8、進(jìn)一步地，矩形窄縫通道兩側(cè)窄邊采用倒圓角處理。

9、進(jìn)一步地，承壓殼上沿芯體寬度方向均勻間隔開設(shè)有若干貫穿絕緣層用于檢測(cè)凹槽底部溫度的第一測(cè)溫孔，若干第一測(cè)溫孔孔深匹配凹槽槽深變化趨勢(shì)布置。

10、進(jìn)一步地，承壓殼上沿芯體長(zhǎng)度方向開設(shè)有多組貫穿絕緣層用于檢測(cè)芯體外壁溫度的第二測(cè)溫孔，每組第二測(cè)溫孔均沿芯體寬度方向均勻布置有多個(gè)。

11、進(jìn)一步地，流道進(jìn)口和流道出口均連接有用于檢測(cè)流體溫度的測(cè)溫接管。

12、本發(fā)明至少具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：通過導(dǎo)電銅排直接通電使芯體發(fā)熱，在芯體單側(cè)寬外板面上開設(shè)的凹槽，并通過控制凹槽大小，改變芯體局部電阻，實(shí)現(xiàn)在芯體內(nèi)矩形窄縫通道表面特定區(qū)域可控增加指定比例熱流密度，形成熱流密度局部集中區(qū)域，模擬原型燃料元件熱流局部集中情況，同時(shí)，凹槽沿其長(zhǎng)度方向上的槽深由中心向兩側(cè)逐漸減小，使熱流集中區(qū)域加熱表面的熱流密度均勻，可更加精確地模擬原型核釋熱特性。

技術(shù)特征：

1.一種矩形窄縫通道內(nèi)熱流局部集中模擬裝置，其特征在于，包括芯體(1)，所述芯體(1)外依次貼緊包裹有絕緣層(5)和承壓殼(6)，所述芯體(1)內(nèi)設(shè)有矩形窄縫通道(10)，所述芯體(1)兩端分別連接有與所述矩形窄縫通道(10)連通的流道進(jìn)口(2)和流道出口(3)，所述流道進(jìn)口(2)和所述流道出口(3)上均連接有用于外接電源使所述芯體(1)發(fā)熱的導(dǎo)電銅排(4)，所述芯體(1)單側(cè)寬外板面上開設(shè)有用于形成熱流密度局部集中的凹槽(11)，所述凹槽(11)沿其長(zhǎng)度方向上的槽深由中心向兩側(cè)逐漸減小，所述凹槽(11)長(zhǎng)度方向沿所述芯體(1)寬度方向布置，且所述凹槽(11)開設(shè)于所述芯體(1)寬度方向的中心位置。

2.如權(quán)利要求1所述的一種矩形窄縫通道內(nèi)熱流局部集中模擬裝置，其特征在于，所述凹槽(11)為半橢圓形沉槽。

3.如權(quán)利要求1所述的一種矩形窄縫通道內(nèi)熱流局部集中模擬裝置，其特征在于，所述芯體(1)由兩塊平行等厚的金屬板(100)疊合密封焊接而成。

4.如權(quán)利要求3所述的一種矩形窄縫通道內(nèi)熱流局部集中模擬裝置，其特征在于，所述凹槽(11)深度不超過所述金屬板(100)厚度的2/3，且所述凹槽(11)底部與所述矩形窄縫通道(10)間的距離不低于1mm。

5.如權(quán)利要求1所述的一種矩形窄縫通道內(nèi)熱流局部集中模擬裝置，其特征在于，所述凹槽(11)長(zhǎng)度方向邊緣與所述芯體(1)寬邊邊緣間留有5mm以上間距。

6.如權(quán)利要求1所述的一種矩形窄縫通道內(nèi)熱流局部集中模擬裝置，其特征在于，所述芯體(1)兩側(cè)窄邊采用傾斜切削處理。

7.如權(quán)利要求1所述的一種矩形窄縫通道內(nèi)熱流局部集中模擬裝置，其特征在于，所述矩形窄縫通道(10)兩側(cè)窄邊采用倒圓角處理。

8.如權(quán)利要求1所述的一種矩形窄縫通道內(nèi)熱流局部集中模擬裝置，其特征在于，所述承壓殼(6)上沿所述芯體(1)寬度方向均勻間隔開設(shè)有若干貫穿所述絕緣層(5)用于檢測(cè)所述凹槽(11)底部溫度的第一測(cè)溫孔(81)，若干所述第一測(cè)溫孔(81)孔深匹配所述凹槽(11)槽深變化趨勢(shì)布置。

9.如權(quán)利要求1所述的一種矩形窄縫通道內(nèi)熱流局部集中模擬裝置，其特征在于，所述承壓殼(6)上沿所述芯體(1)長(zhǎng)度方向開設(shè)有多組貫穿所述絕緣層(5)用于檢測(cè)所述芯體(1)外壁溫度的第二測(cè)溫孔(82)，每組所述第二測(cè)溫孔(82)均沿所述芯體(1)寬度方向均勻布置有多個(gè)。

10.如權(quán)利要求1所述的一種矩形窄縫通道內(nèi)熱流局部集中模擬裝置，其特征在于，所述流道進(jìn)口(2)和所述流道出口(3)均連接有用于檢測(cè)流體溫度的測(cè)溫接管(7)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及反應(yīng)堆安全技術(shù)領(lǐng)域，本發(fā)明提供了一種矩形窄縫通道內(nèi)熱流局部集中模擬裝置，包括芯體，芯體外依次貼緊包裹有絕緣層和承壓殼，芯體內(nèi)設(shè)有矩形窄縫通道，芯體兩端分別連接有與矩形窄縫通道連通的流道進(jìn)口和流道出口，流道進(jìn)口和流道出口上均連接有用于外接電源使芯體發(fā)熱的導(dǎo)電銅排，芯體單側(cè)寬外板面上開設(shè)有用于形成熱流密度局部集中的凹槽，通過控制凹槽大小，改變芯體局部電阻，實(shí)現(xiàn)在矩形窄縫通道表面特定區(qū)域可控增加指定比例熱流密度，形成熱流密度局部集中區(qū)域，模擬原型燃料元件熱流局部集中情況，凹槽沿其長(zhǎng)度方向上的槽深由中心向兩側(cè)逐漸減小，使熱流集中區(qū)域加熱表面的熱流密度均勻，可更加精確地模擬原型核釋熱特性。

技術(shù)研發(fā)人員：徐建軍,丁雷,謝添舟,馬越,眭曦
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9