热电偶多点测温装置和具有其的模拟压力反应堆的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种热工测量，尤其涉及一种热电偶多点测温装置和具有其的模拟压力反应堆的堆芯温场测量。
【背景技术】
[0002]堆芯温场测量通常是在堆芯布置多支多点热电偶测量装置实现三维温场测量。国内外目前专用多点热电偶测温产品普遍应用于电力或石化行业，用于监控大空间容器内介质的温度分层，例如化工催化剂反应器使用的专用多点热电偶。这种多点热电偶通常使用法兰式安装结构，通常安装于非承压容器或低压容器，使用的铠装热电偶封装在不锈钢保护套管内，无法与介质直接接触，温度响应时间较长，测量结果存在导热误差。
[0003]而用于试验的反应堆压力容器试验装置，具有特殊的模拟反应堆堆芯的内部结构和缩小比例后极小的安装空间，常规工业使用的多点热电偶不适用。具体地，反应堆压力容器试验装置内布置模拟燃料棒的电加热棒，堆芯设计按比例模拟原型反应堆的流通面积，反应堆压力容器内还设计有多层加热棒支撑格架，造成温场测量装置的安装空间十分有限，小空间安装多点热电偶需要特殊的测温装置结构设计。
【发明内容】
[0004]为了利用热电偶丝以热电偶丝测温段垂直于流道且直接接触介质的方式在狭小空间内测量流体温度，提出本发明。
[0005]根据本发明的一个方面的实施例，提出了一种热电偶多点测温装置，包括:至少两根热电偶丝；套管，具有在套管的轴线方向上相对的第一端和第二端，所述套管的侧壁上设置有至少两个引出孔，所述至少两个引出孔在套管的轴线方向上间隔开，其中:每一根热电偶丝的一端穿入所述套管内并从对应的一个引出孔引出到套管的外壁之外，引出的热电偶丝段作为测温段大致垂直于套管的轴线方向延伸，且热电偶丝的直径略小于引出孔的内径。
[0006]在本发明的一个示例性实施例中，所述套管在每一个引出孔的相对侧设置有安装开口，安装开口的尺寸大于引出孔的直径。进一步地，热电偶多点测温装置还包括:压块，所述压块适于置入所述安装开口中按压对应的热电偶丝从而固定对应的热电偶丝的测温段。
[0007]在本发明的一个示例性实施例中，所有引出孔布置在平行于所述轴线方向的一条直线上。
[0008]在本发明的一个示例性实施例中，在从套管的第二端到第一端的方向上，每一个引出孔的靠近第一端的一侧设置有挡块，所述挡块从套管的外壁延伸的径向距离不小于所述测温段的长度。
[0009]在本发明的一个示例性实施例中，所述套管的外径在6-8mm之间；所述测温段的长度为2-3mm ;每一个引出孔的直径为1.5-2.5mm。
[0010]在本发明的一个示例性实施例中，套管的第一端设置有第一端固定结构。进一步地，套管的第一端还设置有吊装结构。进一步地，所述第一端固定结构包括设置在所述套管的第一端的末端的内螺纹，以及适于与所述内螺纹配合的螺杆；且所述吊装结构为设置在套管的第一端的与内螺纹间隔开的牵吊孔。
[0011]在本发明的一个示例性实施例中，热电偶多点测温装置还包括:密封安装座，密封安装座的围绕中心的部位设置有多个密封孔，每一个热电偶丝穿过一个对应的密封孔；中心管，外径略小于套管的内径，且中心管的一端适于固定到密封安装座的中心，而中心管的另一端适于插入固定到套管的第二端，所述多个密封孔围绕中心管设置；所述套管上设置有热电偶丝引入口，穿过密封孔的热电偶丝的所述一端经由所述引入口穿入套筒内部；以及挤压部件，适于在径向向内方向上挤压密封安装座。可选地，设置了多组热电偶丝引入口，多组热电偶丝引入口沿套管的轴线方向间隔开，每一组热电偶丝引入口包括在套管的直径方向上相对的两个热电偶丝引入口，且相邻的两组热电偶丝引入口绕套管的轴线方向在圆周方向上错开。进一步地，所述套管上还设置有介质引入口。
[0012]根据本发明的另一个方面的实施例，提出了一种模拟压力反应堆，包括:模拟压力反应堆容器，限定容器的轴线方向，所述模拟压力反应堆容器包括上封头和下封头并且内部设置有下模拟堆芯板和上模拟堆芯板，所述下模拟堆芯板和上模拟堆芯板均设置有多个第一穿孔和多个第二穿孔；多个电加热棒，所述电加热棒作为模拟堆芯，所述多个电加热棒平行于容器的轴线方向布置在模拟压力反应堆容器内，且每一个电加热棒穿过所述下模拟堆芯板和上模拟堆芯板的对应的第一穿孔；以及至少一个热电偶多点测温装置，所述热电偶多点测温装置为上述的热电偶多点测温装置，且所述热电偶多点测温装置的套管的轴线方向平行于所述容器的轴线方向，所述热电偶多点测温装置的套管置于相邻电加热棒的间隙之间、且穿过所述下模拟堆芯板和上模拟堆芯板的对应的第二穿孔。
[0013]在本发明的一个示例性实施例中，所述至少一个热电偶多点测温装置包括多个热电偶多点测温装置，所述多个热电偶多点测温装置分布在所述模拟压力反应堆容器内的电加热棒所在的区域内，用于测量流过电加热棒所在区域的介质的温度分布。可选地，所述至少一个热电偶多点测温装置包括第一组四个热电偶多点测温装置、第二组四个热电偶多点测温装置和一个中心热电偶多点测温装置，其中:中心热电偶多点测温装置的套管的轴线方向与容器的轴线方向重合；且在所述模拟压力反应堆容器的俯视图中，第一组四个热电偶多点测温装置沿经过中心热电偶多点测温装置所在的点的第一条直线布置，第二组四个热电偶多点测温装置沿经过中心热电偶多点测温装置所在的点的第二条直线布置，第一条直线垂直于第二条直线，且第一组四个热电偶多点测温装置和中心热电偶多点测温装置沿第一直线以第一距离等间隔布置，第二组四个热电偶多点测温装置和中心热电偶多点测温装置沿第二直线以所述第一距离等间隔布置。
[0014]在本发明的一个示例性实施例中，热电偶多点测温装置还包括:密封安装座，密封安装座的围绕中心的部位设置有多个密封孔，每一个热电偶丝穿过一个对应的密封孔；中心管，外径略小于套管的内径，中心管的一端适于固定到密封安装座的中心，而中心管的另一端适于插入固定到套管的第二端，所述多个密封孔围绕中心管设置；所述套管上设置有热电偶丝引入口，穿过密封孔的热电偶丝的所述一端经由所述引入口穿入套管内部；以及挤压部件，适于在径向向内方向上挤压密封安装座，其中每一个所述螺杆适于穿过对应的第二穿孔而由紧固螺母固定到上模拟堆芯板。
[0015]在本发明的一个示例性实施例中，所述下封头上设置有供套管的第二端引出的多个下封头引出孔；套管的第二端经由对应的下封头引出孔延伸到下封头之外。
[0016]本发明再一方面的示例性实施例提出了一种将上述的具有密封安装座的热电偶多点测量装置安装到模拟压力反应堆的压力反应堆容器中的方法，包括如下步骤:
[0017](I)从模拟压力反应堆容器上部向下布置外径与套管外径相同的导向管，该导向管沿竖直方向穿过下模拟堆芯板的对应的第一穿孔和上模拟堆芯板上对应的第二穿孔；
[0018](2)将牵引丝穿过导向管和牵吊孔；
[0019](3)通过拉动牵引丝带动导向管向上移动，使得套管从上往下穿过模拟堆芯；
[0020](4)将密封安装座预紧以预密封；
[0021](5)在检查热电偶多点测量装置可用之后，在上模拟堆芯板上紧固螺母以固定套管的第一端；
[0022](6)锁紧密封安装座，执行模拟压力反应堆容器打压测试，确认无泄漏。
【附图说明