一种铅铋堆气泡堆芯分布实验的空泡份额测量方法及装置与流程

技术特征：
1.一种铅铋堆气泡堆芯分布实验的空泡份额测量装置，其特征在于：包括截面为n边形的套筒(2)、固定于套筒(2)内的若干电加热棒(1)，以及用于从下端向套筒(2)内通气的通气管(3)；所述的电加热棒(1)包括位于中心的与套筒(2)同轴布置的中心处的电加热棒(1
‑
1)，以及周向均匀布置在中心处的电加热棒(1
‑
1)外围的其他电加热棒(1
‑
2)；所有相邻三个电加热棒(1)的截面圆心位于等边三角形的角上，即所有电加热棒(1)在套筒(2)截面方向上以等边三角形式排列；所有其他电加热棒(1
‑
2)的截面圆心顺次连线，形成n边形，其与套筒(2)的截面形状对应边平行；所述的电加热棒(1)外壁上设有若干个热电偶(4)；所有其他电加热棒(1
‑
2)与套筒(2)内壁之间留有距离；相邻电加热棒(1)之间在截面方向留有距离；所述的套管(2)内填充不透明流体。2.如权利要求1所述的一种铅铋堆气泡堆芯分布实验的空泡份额测量装置，其特征在于：热电偶(4)安装在电加热棒(1)的外壁上，在同一截面位置上，中心电加热棒(1
‑
1)的外壁上均匀周向布置6个，其他电加热棒(1
‑
2)朝向中心内侧的外壁上布置2个；以同样的布置方式，沿着轴向每间隔10
‑
15公分的截面位置布置这样一组热电偶(4)。3.如权利要求1所述的一种铅铋堆气泡堆芯分布实验的空泡份额测量装置，其特征在于：所述的电加热棒(1)为7根，一个电加热棒(1
‑
1)位于中心，其与套筒(2)同轴布置，即其截面圆心位于套筒(2)轴线方向；除了中心电加热棒(1
‑
1)之外，另外设有6根其他电加热棒(1
‑
2)，其截面圆心顺次连线，形成六边形；所述的套筒(2)截面为六边形。4.如权利要求3所述的一种铅铋堆气泡堆芯分布实验的空泡份额测量装置，其特征在于：在同一截面上，中心电加热棒(1
‑
1)的外壁上均匀周向布置6个热电偶(4)；其他电加热棒(1
‑
2)朝向中心内侧的外壁上布置2个热电偶(4)；同一截面上，所有电加热棒(1)共布置18个；以同样的布置方式，沿着轴向每间隔十公分布置这样一组18个热电偶(4)。5.如权利要求1所述的一种铅铋堆气泡堆芯分布实验的空泡份额测量装置，其特征在于：所述的不透明流体为液态铅铋。6.如权利要求1所述的一种铅铋堆气泡堆芯分布实验的空泡份额测量装置，其特征在于：所述的套筒(2)内部的上端和下端分别固定设有上固定格架(2
‑
1)和下固定格架(2
‑
2)，所述的上固定格架(2
‑
1)和下固定格架(2
‑
2)形状结构相同，其板面加工与电加热棒(1)位置对应的安装孔。7.如权利要求1所述的一种铅铋堆气泡堆芯分布实验的空泡份额测量装置，其特征在于：所有的其他电加热棒(1
‑
2)与套筒(2)内壁之间的距离小于或等于电加热棒(1)截面圆半径。8.如权利要求1所述的一种铅铋堆气泡堆芯分布实验的空泡份额测量装置，其特征在于：所有的相邻电加热棒(1)之间在截面方向留有的距离小于或等于电加热棒(1)截面圆半径。9.一种铅铋堆气泡堆芯分布实验的空泡份额测量方法，其特征在于，包括如下步骤：1)搭建所述的铅铋堆气泡堆芯分布实验的空泡份额测量装置；中心电加热棒(1
‑
1)与
任意相邻的2个其他电加热棒(1
‑
2)的三条中心轴线包围的部分形成截面为等边三角形的气体通道(5)；2)在套管(2)内装入不透明流体；利用热电偶(4)测量对应位置的温度，记录温度随时间的变化；3)将所有电加热棒(1)通电，进行预热；4)等到热电偶(4)测量温度稳定后，从套管(2)下部间隔的向气体通道(5)内通入气泡，采用过程中热电偶(4)测得温度，记录温度随时间的变化；5)关闭电加热棒和热电偶，对数据进行处理；5.1)每一个气体通道(5)在同一轴向高度处的所有热电偶所测温度取平均，得到该高度处的壁面平均温度。5.2)针对步骤5.1)中的同一个气体通道(5)，在相邻的轴向高度获得另外的壁面平均温度，两个的壁面平均温度取差值，得到通过该气体通道(5)两个轴向高度之间区域的空泡份额。10.如权利要求9所述的一种铅铋堆气泡堆芯分布实验的空泡份额测量方法，其特征在于：每一个气体通道(5)在同一轴向高度处的所有热电偶(4)共有3个，步骤5.2)中利用公式(1)，得到通过该子通道两个轴向高度之间区域的空泡份额；其中，x为空泡份额，p为两个轴向高度间的电加热棒1所产生的电加热功率，m0为两个轴向高度之间的流体热容量，分别步骤5.1)中轴向高度位置的三个热电偶的测量温度，分别步骤5.2)中轴向高度位置的三个热电偶的测量温度。11.如权利要求10所述的一种铅铋堆气泡堆芯分布实验的空泡份额测量方法，其特征在于：步骤4)中，等到热电偶(4)测量温度稳定后，利用通气管(3)从套管(2)下部通入气泡，每通入气泡5秒钟后停止通入，等10秒钟后，再次通入气泡5秒，随后停止通入气泡，采用过程中热电偶(4)测得温度，记录温度随时间的变化。12.如权利要求10所述的一种铅铋堆气泡堆芯分布实验的空泡份额测量方法，其特征在于：步骤3)中，电加热棒(1)的加热功率为50w。

技术总结
本发明堆芯测量技术，具体涉及一种铅铋堆气泡堆芯分布实验的空泡份额测量方法及装置。搭接测量装置，包括截面为套筒、固定于套筒内的电加热棒，以及通气管，电加热棒外壁上设有热电偶，套管内填充不透明流体；利用热电偶4测量对应位置的温度，记录温度随时间的变化；等到热电偶测量温度稳定后，从套管下部间隔的向气体通道内通入气泡，采用过程中热电偶测得温度，记录温度随时间的变化；在相邻的轴向高度分别获得壁面平均温度，取差值得到对应的空泡份额。能够准确得到冷却剂通道不同位置的空泡份额，进而得到气泡进入堆芯的分布行为。进而得到气泡进入堆芯的分布行为。进而得到气泡进入堆芯的分布行为。


技术研发人员：郭超 严明宇 申亚欧 邓坚 黄代顺 王啸宇 隋海明 孙伟 李仲春
受保护的技术使用者：中国核动力研究设计院
技术研发日：2021.07.15
技术公布日：2021/10/23