在壓水堆換料過(guò)程中,乏燃料組件要通過(guò)水下通道完成從反應(yīng)堆廠房到乏燃料水池的運(yùn)輸。為獲得乏燃料組件在換熱條件較惡劣的承載器頂角區(qū)域的傳熱特性,開(kāi)展了試驗(yàn)研究,測(cè)量得到了2 400～20 000 W/m²不同熱流密度下承載器頂角區(qū)域3根燃料棒頂部的沸騰換熱系數(shù),并擬合得到沸騰傳熱關(guān)聯(lián)式。研究結(jié)果可為今后工程應(yīng)用中評(píng)估燃料組件在轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中的熱工安全狀態(tài)和表面最高溫度提供參考。 

【文章來(lái)源】：原子能科學(xué)技術(shù). 2020,54(04)北大核心EICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：5 頁(yè)

【部分圖文】：

燃料轉(zhuǎn)運(yùn)通道、承載器和燃料組件示意圖

2 試驗(yàn)裝置和參數(shù)范圍本試驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)和布置見(jiàn)文獻(xiàn)[2,4]。試驗(yàn)段的內(nèi)徑與轉(zhuǎn)運(yùn)通道原型相同,軌道、承載器的橫截面方向的幾何尺寸也與轉(zhuǎn)運(yùn)裝置原型相同,試驗(yàn)中用電加熱組件模擬燃料組件的中間部分。圖2為試驗(yàn)段的三維示意圖,圖中:1為位于轉(zhuǎn)運(yùn)通道中心對(duì)稱面的燃料組件,試驗(yàn)中由750 mm長(zhǎng)的電加熱組件模擬;2為模擬承載器;3為模擬轉(zhuǎn)運(yùn)小車(chē);4為冷凝器,將試驗(yàn)段產(chǎn)生的飽和蒸汽冷凝為飽和水,用于模擬轉(zhuǎn)運(yùn)通道兩側(cè)水池進(jìn)口處蒸汽和水的交換。在1和4中間增加了網(wǎng)狀阻力元件,用于補(bǔ)償本試驗(yàn)段之外轉(zhuǎn)運(yùn)通道中流體的壓力損失。為保持試驗(yàn)段中壓力穩(wěn)定,試驗(yàn)段外設(shè)置了容積補(bǔ)償器。在試驗(yàn)段底部設(shè)置了用于補(bǔ)償散熱的輔助加熱器。

整個(gè)沸騰試驗(yàn)過(guò)程中,試驗(yàn)段壓力維持在0.1 MPa,燃料組件兩側(cè)入口的過(guò)冷度精確控制在0.5 ℃以內(nèi)。模擬燃料加熱組件表面熱流密度的范圍為2 400～20 000 W/m2,加熱棒材質(zhì)為經(jīng)過(guò)拋光的316L不銹鋼,表面粗糙度Ra≈0.8 μm。根據(jù)前期研究成果[1,4],燃料組件頂角部分受到承載器壁面的影響,傳熱條件較差。同時(shí),由于承載器上壁面不利于氣泡排出,蒸汽易在此位置發(fā)生聚集,如圖3所示。由于受到試驗(yàn)本體的空間限制,試驗(yàn)中僅分別測(cè)量了1#、3#和5#加熱棒的頂部壁溫,如圖3所示。為保證試驗(yàn)精度,溫度測(cè)量采用一級(jí)精度T型熱電偶,壓力測(cè)量采用羅斯蒙特3051壓力變送器。儀表在使用前均進(jìn)行了校準(zhǔn)。由于沸騰換熱系數(shù)計(jì)算中需要壁面溫度和入口水溫的差值,為減小測(cè)量誤差,試驗(yàn)中壁溫和水溫采用了相同模/數(shù)轉(zhuǎn)換通道和冷端補(bǔ)償溫度,其差值可消去模/數(shù)轉(zhuǎn)換和冷端補(bǔ)償?shù)日`差。綜合考慮校準(zhǔn)不確定度和補(bǔ)償導(dǎo)線引入的不確定度,試驗(yàn)測(cè)量范圍內(nèi),溫差測(cè)量95%置信水平下不確定度為±0.6 ℃;壓力測(cè)量誤差為±0.14%。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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