一种反应堆模拟电加热棒的制作方法

本发明属于核电领域，具体涉及一种反应堆模拟电加热棒。

背景技术：

1、压水堆核电厂一回路中的流体含气率低，根据大容器沸腾曲线规律，当达到偏离核态沸腾规律点后很容易发生沸腾临界，热流密度将导致燃料棒界面温度骤然升高近千摄氏度导致快速烧毁事故，严重威胁核电厂的系统安全。临界热流密度的机理复杂，难以通过理论计算或仿真模拟的方式获得准确数据，因此通常需要开展模拟试验测定不同试验工况下的相关数据。核反应堆热工水力试验通常采用电加热棒模拟燃料棒放热，通过流动换热系数作为试验条件判断工况，但是流动换热吸收无法直接测量，而需要通过测量加热棒的壁体温度来间接推算得到流动换热系数。由于将热电偶布置在电加热棒外壁会干扰流场产生卡门漩涡影响试验数据的准确性，因此需要将热电偶布置在加热棒的内壁面来实现温度测量。但是，加热棒结构细长，无法直接观察，难以确定热电偶是否贴合壁面，如果热电偶的安装不到位会导致温度测量不准确，影响试验的置信度。因此，提供一种能够准确测量壁体的温度的电加热棒对于提高一回路临界热流密度试验数据准确性有积极意义。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种反应堆模拟电加热棒，提高表面壁体温度的测量精度。

2、根据本发明的实施例，提供一种反应堆模拟电加热棒，包括壳体和芯棒，所述芯棒包括加热器，所述壳体包覆在所述芯棒外侧。其中，所述反应堆模拟电加热棒还包括温度测量模块，所述温度测量模块包括弧形弹性支架与多个温度传感器，所述多个温度传感器固定连接在所述弧形弹性支架的外周侧；所述温度测量模块设置在所述芯棒与所述壳体之间，所述弹性支架使所述温度传感器抵接于所述壳体的内壁表面。

3、弧形弹性支架安装在壳体内产生弹性变形，通过弹性变形将温度传感器压紧在壳体的内壁表面能够确保温度测量的准确性，避免温度传感器与壳体内壁表面脱离导致的温度测量误差。通过对壳体内壁温度的测量能够根据壳体的导热性能计算得到壳体外表面的温度，从而得到电加热棒的准确工况。

4、进一步地，在部分实施例中，所述弧形弹性支架采用不锈钢和/或铜合金制造，所述多个温度传感器配置为铠装热电偶，所述多个温度传感器与所述弧形弹性支架成焊接连接。

5、进一步地，在部分实施例中，所述弧形弹性支架周向外侧设置有安装槽，所述温度传感器穿设在所述安装槽中。

6、进一步地，在部分实施例中，每个所述弧形弹性支架上设置有至少三个所述温度传感器，所述温度传感器沿所述弧形弹性支架的周向均匀排布。

7、进一步地，在部分实施例中，所述加热器配置为加热丝，所述加热丝采用铁铬铝合金或镍铬合金。

8、进一步地，在部分实施例中，所述芯棒采用氮化硼、氧化镁或氧化铝中的一种或多种制造，所述加热器穿设于所述芯棒内。

9、进一步地，在部分实施例中，所述壳体采用镍合金、不锈钢或锆合金制造。

10、进一步地，在部分实施例中，所述壳体轴向一端配置为半球形封头，另一端配置为密封接头，所述加热器的导线由所述密封接头引出。

11、进一步地，在部分实施例中，所述导线外设置有刚玉管绝缘层。

12、进一步地，在部分实施例中，所述反应堆模拟电加热棒包括多个温度测量模块，所述多个温度测量模块沿所述模拟电加热棒的轴向排布。

技术特征：

1.一种反应堆模拟电加热棒，包括壳体和芯棒，所述芯棒包括加热器，所述壳体包覆在所述芯棒外侧，其特征在于，所述反应堆模拟电加热棒还包括温度测量模块，所述温度测量模块包括弧形弹性支架与多个温度传感器，所述多个温度传感器固定连接在所述弧形弹性支架的外周侧；所述温度测量模块设置在所述芯棒与所述壳体之间，所述弹性支架使所述温度传感器抵接于所述壳体的内壁表面。

2.根据权利要求1所述的反应堆模拟电加热棒，其特征在于，所述弧形弹性支架采用不锈钢和/或铜合金制造，所述多个温度传感器配置为铠装热电偶，所述多个温度传感器与所述弧形弹性支架成焊接连接。

3.根据权利要求2所述的反应堆模拟电加热棒，其特征在于，所述弧形弹性支架周向外侧设置有安装槽，所述温度传感器穿设在所述安装槽中。

4.根据权利要求1或2所述的反应堆模拟电加热棒，其特征在于，每个所述弧形弹性支架上设置有至少三个所述温度传感器，所述温度传感器沿所述弧形弹性支架的周向均匀排布。

5.根据权利要求1或2所述的反应堆模拟电加热棒，其特征在于，所述加热器配置为加热丝，所述加热丝采用铁铬铝合金或镍铬合金。

6.根据权利要求1或2所述的反应堆模拟电加热棒，其特征在于，所述芯棒采用氮化硼、氧化镁或氧化铝中的一种或多种制造，所述加热器穿设于所述芯棒内。

7.根据权利要求1或2所述的反应堆模拟电加热棒，其特征在于，所述壳体采用镍合金、不锈钢或锆合金制造。

8.根据权利要求1或2所述的反应堆模拟电加热棒，其特征在于，所述壳体轴向一端配置为半球形封头，另一端配置为密封接头，所述加热器的导线由所述密封接头引出。

9.根据权利要求8所述的反应堆模拟电加热棒，其特征在于，所述导线外设置有刚玉管绝缘层。

10.根据权利要求1或2所述的反应堆模拟电加热棒，其特征在于，所述反应堆模拟电加热棒包括多个温度测量模块，所述多个温度测量模块沿所述模拟电加热棒的轴向排布。

技术总结一种反应堆模拟电加热棒，包括壳体和具有加热器的芯棒，壳体包覆芯棒，在壳体与芯棒之间设置有温度测量模块，温度测量模块包括弧形弹性支架与多个温度传感器，温度传感器固定于弧形弹性支架的外周侧，并在弧形弹性支架的作用下抵接于壳体的内表面。该反应堆模拟电加热棒能够避免因热电偶脱离壳体带来的温度测量误差，提高反应堆临界热流密度试验结果的准确性。技术研发人员：刘镝,刘展,张魁,黄思洋,齐方榕,杨波,干富军,夏斌卓,姚凯文,田文喜受保护的技术使用者：上海核工程研究设计院股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/15