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_2

文档序号:9748731阅读:来源:国知局

[0023]图1为现有技术中的反应堆压力容器试验装置的结构示意图;
[0024]图2为显示根据本发明的一个示例性实施例的多个热电偶多点测温装置相对于电加热棒的布局的俯视示意图;
[0025]图3为根据本发明的一个示例性实施例的热电偶多点测温装置的结构示意图;
[0026]图4为根据本发明的一个示例性实施例的显示热电偶丝的测温段的引出、保护和固定的局部放大示意图;
[0027]图5为根据本发明的一个示例性实施例的热电偶多点测温装置的上端的结构示意图,其中示出了螺杆和牵吊孔;
[0028]图6为根据本发明的一个示例性实施例的热电偶多点测温装置的下端的结构示意图,其中示出了密封安装座以及固定到密封安装座且插入到套管的第二端中的中心管,以及示出了热电偶丝如何从下往上引入到热电偶多点测温装置的内部;以及
[0029]图7示意性地示出了根据本发明的一个示例性实施例的热电偶多点测量装置的测点布置。
【具体实施方式】
[0030]虽然将参照含有本发明的较佳实施例的附图充分描述本发明,但在此描述之前应了解本领域的普通技术人员可修改本文中所描述的发明,同时获得本发明的技术效果。因此,须了解以上的描述对本领域的普通技术人员而言为一广泛的揭示,且其内容不在于限制本发明所描述的示例性实施例。
[0031]下面参照图3-7描述根据本发明的一个示例性实施例的热电偶多点测温装置。
[0032]如图3所示,根据本发明的一个示例性实施例的热电偶多点测温装置10,包括:至少两根热电偶丝11 ;以及套管12,具有在套管12的轴线L方向上相对的第一端(图中对应于上端)和第二端(图中对应于下端),所述套管12的侧壁上设置有引出孔121(参见图4,图3中仅仅示出了一个,其他未示出),引出孔121在套管的轴线L方向上间隔开,其中:每一根热电偶丝11的一端穿入(例如通过下面描述的热电偶丝引入口 122)所述套管12内并从对应的一个引出孔121引出到套管12的外壁之外,引出的热电偶丝段作为测温段111大致垂直于套管的轴线L方向延伸,且热电偶丝的直径略小于引出孔的内径。
[0033]由于热电偶丝直接伸出到套管12之外而与在套管外侧流动的介质直接热接触,所以克服或抑制了现有技术中铠装热电偶由于无法与介质直接接触而导致的温度响应时间较长、测量结果存在导热误差的问题。即,基于精确测温模型设计的接触式测量方式,可以得到相较常规工业多点热电偶更完整准确的数据。测量结果可直接准确反映模拟堆芯温度和功率分布状态,并通过堆芯温场反映流体的三维流动和热分层。
[0034]另外,因为可以将多根热电偶丝放入到一个套管内,然后从套管内穿过套管壁直接引出到套管外,所以可以利用一个套管同时设置多根热电偶丝,从而减少了热电偶多点测温装置的空间占用,尤其是在将热电偶多点测温装置布置在由多个电加热棒组成的阵列中的情况下。
[0035]而且,由于细的热电偶丝布置在套管12内,套管12可以保护热电偶丝免受套管12外部的介质的冲击。
[0036]套管12上还设置有介质引入口 125 (例如参见图7),介质可以通过介质引入口进入套管12内部,实现套管12内外的压差很小或为零。
[0037]该热电偶多点测温装置同样可用于模拟反应堆压力容器内下降段、冷热管等位置温场或热分层状态的测量和监测。如图4所示,所述套管12在每一个引出孔121的相对侧设置有安装开口 123,安装开口的尺寸大于引出孔121的直径。安装开口 123可以是矩形槽或圆孔。安装开口 123用于便于例如使用镊子将热电偶丝的11的一端从引出孔121穿出。不过,如图4中所示,安装开口 123中还可以设置压块13,该压块13适于置入安装开口 123中按压对应的热电偶丝11从而固定对应的热电偶丝的测温段111。
[0038]在本发明中,热电偶丝的直径略小于引出孔的内径,在满足最小弯曲半径的前提下,每根热电偶丝11的一端(即端部需要穿出套管的一端)的弯曲长度不小于2倍的热电偶丝11的直径,如此,在图4中,热电偶丝11的上侧由引出孔121的上部外缘支撑,而由于压块13的作用热电偶丝11的下侧则由引出孔121的下部内缘支撑。这样,测温段111大致垂直于套管的轴线L方向延伸(即测温段111大致垂直于流道),热电偶丝的上下两侧被支撑固定,基本上可以保证测点位置在介质的流速冲击下固定、防止流体冲刷后弯曲段位移,从而满足测温段处于等温线这一一测温基本要求。压块13可以通过激光焊接而固定到安装开口 123中,同时按压对应的热电偶丝11。压块13也可以是其他的可以按压热电偶丝11而利用固定方式不会从套管脱落的任何结构。
[0039]在本发明的一个可选的实施例中,所有引出孔121可以布置在平行于所述轴线L方向的一条直线上。
[0040]如图4所示,在从套管12的第二端到第一端的方向上(B卩,图4中从下往上的方向上),每一个引出孔121的靠近第一端的一侧设置有挡块14,所述挡块14从套管的外壁延伸的径向距离不小于测温段111的长度。在将热电偶多点测温装置从下往上装入到后面提及的模拟压力反应堆容器20内时,挡块14可以防止测温段111因为磕碰而受到损害。挡块14可以利用焊接焊丝形成。
[0041]在本发明的一个具体示例性实施例中,热电偶丝的直径可以为1mm。套管12的外径在6-8mm之间;测温段111的长度为2_3mm ;每一个引出孔121的直径为1.5-2.5mm。
[0042]套管12的第一端可以设置有第一端固定结构和吊装结构。下面参照图5描述热电偶多点测温装置的第一端固定结构和吊装结构。所述第一端固定结构包括设置在套管12的第一端的末端的内螺纹(未示出),以及适于与所述内螺纹配合的螺杆15 ;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124。需要指出的是,第一端固定结构可以不设置内螺纹和螺杆,而是仅仅在套管的第一端设置外螺纹,螺母可以与外螺纹配合而固定套管的第一端。吊装结构也不限于图中的牵吊孔124,例如,吊装结构为与图5中的螺杆15配合的结构,再如,牵吊孔124可以设置在螺杆上。在图5中示出了穿过牵吊孔124的钢丝16 (即牵引丝,也可以采用其他形式,例如强度足够的尼龙丝等),可以利用钢丝向上拉套管12从而热电偶多点测温装置。
[0043]图6为根据本发明的一个示例性实施例的热电偶多点测温装置10的下端的结构示意图,其中示出了密封安装座17以及固定到密封安装座17且插入到套管12的第二端中的中心管18,以及示出了热电偶丝11如何从下往上引入到热电偶多点测温装置10的内部。具体地,热电偶多点测温装置10还包括:密封安装座17,密封安装座17的围绕中心的部位设置有多个密封孔171,每一个热电偶丝11穿过一个对应的密封孔171 ;中心管18,外径略小于套管12的内径,且中心管18的一端适于固定到密封安装座17的中心,而中心管18的另一端适于插入固定到套管12的第二端,所述多个密封孔171围绕中心管18设置;所述套管12上设置有热电偶丝引入口 122,穿过密封孔171的热电偶丝11的所述一端经由所述引入口 122穿入套筒12内部;以及挤压部件(未示出),适于在径向向内方向上挤压密封安装座。基于该径向挤压,热电偶丝11被紧固。
[0044]图6的最下端示出
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