本实用新型涉及核电厂试验领域，尤其涉及一种用于开展燃料组件防异物试验的装置。
背景技术：
核电厂运行经验表明，冷却剂中未被堆芯入口区域零部件(包括堆芯下板、下管座、端部格架等零部件)捕获的金属异物(下文简称异物)如果停留在燃料组件中间格架或搅混格架位置，将对寿期初燃料棒包壳的完整性产生不利影响。这些异物在冷却剂冲刷下随机振动，可能导致燃料棒包壳表面出现磨痕，使燃料棒包壳破损。燃料组件设计过程中，入口区域相关零部件(如下管座和端部格架等)必须满足防异物性能准则要求，其防异物性能主要通过开展防异物试验进行研究与验证。
本实用新型提出了一种用于开展燃料组件防异物试验的装置，试验结果用于研究和验证燃料组件相关零部件(如下管座和端部格架等)的防异物性能。
技术实现要素：
本实用新型所要解决的技术问题是研究和验证燃料组件相关零部件的防异物性能，为了解决上述问题，本实用新型提供一种用于开展燃料组件防异物试验的装置，包括依次相连的主管段、入口段、试验段和出口段，异物注入段与主管段和入口段相连；异物注入段从上游至下游依次设置有第三球阀和第一球阀，第三球阀和第一球阀之间的管路连接有异物投入支管，异物投入支管上设置有第二球阀。
试验段中设置有试验件，试验件的结构与实际燃料组件中异物捕获作用段结构相同；
主管段的入口端和出口段的出口端分别与试验回路相连。
进一步地，试验段分别与入口段和出口段为可拆式连接。
进一步地，异物注入段的上游与主管段相连，异物注入段的下游和入口段相连。
进一步地，入口段侧面设置有观察窗。
进一步地，主管段和入口段之间设置有整流栅。
进一步地，试验段中部由四块平板拼接而成，试验段横截面为正方形。
进一步地，横截面的尺寸与实际燃料组件所在流道横截面的尺寸一致。
进一步地，试验段下部为模拟堆芯下板结构，模拟堆芯下板结构上设置有4个流水孔和2个定位销，流水孔的直径与实际堆芯下板流水孔相同，定位销用于约束试验件横向移动。
进一步地，试验件上部设置有压紧部件。
本实用新型具有如下有益效果：
1、本实用新型的提供的一种用于开展燃料组件防异物试验的装置能够有效反应燃料组件相关零部件(如下管座和端部格架等)的防异物性能。
2、通过设置异物注入段具有如下好处，(1)可以使进入试验段的总流量与反应堆中实际流量相同；(2)放入异物时不影响主管段流动；(3)异物喷入入口段时可保证其分布在入口段流动中心区域，并随入口段轴向流动进入试验段。
3、入口段侧面设置有观察窗，可以观察异物注入过程。通过观察窗可以观察到异物进度入口段的整个过程，确认从异物注入段的进入的异物数量和种类与投放的数量和种类相同，避免发生异物卡在注入段而未被发现的情况。
附图说明
图1是本实用新型的一种用于开展燃料组件防异物试验的装置的结构示意图。
图中，主管段1、入口段2、观察窗21、试验段3、出口段4、异物注入段5、第三球阀51、第一球阀52、异物投入支管6、第二球阀61。
具体实施方式
下面结合附图并参照数据进一步详细描述本发明。应理解，实施方式只是为了举例说明本发明，而非以任何方式限制发明的范围。
如图1所示，本实用新型公开了一种用于开展燃料组件防异物试验的装置，包括依次相连的主管段、入口段、试验段和出口段，异物注入段与主管段和入口段相连。主管段的入口端与试验回路相连，冷却剂流经主管段，入口段，试验段，出口段后流回试验回路。主管段主要用于连接试验回路和入口段，同时为异物注入段提供高速射流。主管段和入口段之间设计整流栅，梳理进入入口段的流动，使其均匀进入入口段。入口段主要使夹带异物的流动进入试验段前能充分发展，并提供观察窗口以便确认进入试验段的异物种类和数量。
试验段主要用于容纳试验件，该试验件的结构和实际燃料组件中异物捕获作用段结构相同，出口段主要用于连接试验段和试验回路。试验段中部由四块平板拼接而成，横截面为正方形，尺寸与一盒实际燃料组件所在流道横截面尺寸一致。试验段下部为模拟堆芯下板结构，该板设计四个流水孔和两个定位销，该流水孔直径与实际堆芯下板流水孔相同，定位销用于约束试验件横向移动。试验段上部为压紧部件，用于约束试验件轴向移动。
试验段与入口段或出口段为可拆式连接，便于安装和取出试验件，这种设计可以提高试验效率，便于异物数量和类型统计。
异物注入段的上游与主管段相连，下游与入口段相连。异物注入段从上游至下游依次设置有第三球阀和第一球阀，第三球阀和第一球阀之间的管路连接有异物投入支管，异物投入支管上设置有第二球阀。投放异物时，第一球阀和第三球阀关闭，打开第二球阀，异物通过异物投入支管进入异物注入段；然后依次关闭第二球阀，打开第一球阀，再打开第三球阀，异物即在冷却剂携带下喷入入口段中。这种设计的好处：(1)可以使进入试验段的总流量与反应堆中实际流量相同；(2)放入异物时不影响主管段流动；(3)异物喷入入口段时可保证其分布在入口段流动中心区域，并随入口段轴向流动进入试验段。其中异物注入段的上游指冷却剂流入的一端，异物注入段的下游指冷却剂流出的一端。
入口段侧面设置有观察窗，可以观察异物注入过程。通过观察窗可以观察到异物进度入口段的整个过程，确认从异物注入段的进入的异物数量和种类与投放的数量和种类相同，避免发生异物卡在注入段而未被发现的情况。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。