用于保持压力容器内部温度的装置的制作方法

本发明涉及一种用于保持压力容器内部温度的装置，其涉及一种通过对流经压力容器的试验水的温度进行控制，从而保持压力容器内部的温度恒定的装置。

背景技术：

通常，核电站利用安装于核反应堆内的核燃料产生的裂变能产生电力。韩国的大多数核电站使用压水反应堆(pwr)，该压水反应堆通过使用轻水将裂变能传递给涡轮机(turbine)。构成核反应堆的大多数材料暴露于高压热水环境中，因此，由于诸如腐蚀、应力腐蚀开裂和腐蚀疲劳等各种材料劣化机制，经常出现设备的完整性降低的问题。特别是，在核反应堆内高压热水环境中，用于包围核燃料的包壳管厚度的减小是影响设计的最重要因素之一。

近来，核电站的运行条件，要求高燃耗的核燃料以延长核燃料的循环周期，可以降低核燃料的循环成本，作为提高经济效益的一部分。因而，致力于改善核燃料包壳管的耐腐蚀性。出于这种目的，为了提高用作核燃料包壳管材料的锆合金的耐腐蚀性，已经进行了各种努力，诸如开发新合金、控制水化学环境等。

用作核燃料包壳管材料的锆合金的腐蚀特性应在模拟核电站初级侧环境(包壳管暴露的环境)的情况下进行评估。为了模拟核电站初级侧环境，需要环境模拟装置，环境模拟装置由保持高压热水环境的装置和用于控制水化学环境的装置等多个复杂装置构成。为了在高压热水环境下进行锆合金的腐蚀试验，需要压力容器。这种装置具有非常复杂的结构，从而需要昂贵的实验设备制造/操作/维护成本。并且，锆合金的腐蚀试验需要较长的试验时间。因此，为了提高试验效率，想尽可能将更多的样品装入单个压力容器，以减少所需试验设备的数量并缩短试验时间。

对于安装有作为包壳管材料的锆合金腐蚀样品的压力容器，随着压力容器的尺寸增大，很难使压力容器内的温度保持恒定。通常，压力容器的上部保持高温，下部保持低温的状态，随着压力容器的尺寸增大，上部和下部之间的温差变大。为了通过在压力容器中尽可能地安装更多的样品来提高试验的效率，必须将样品安装于整个压力容器。然而，在此情况下，由于压力容器内部的温差，不能获得准确的实验数据。

为了尽可能地安装更多的样品，采用增加压力容器的数量的方案，但压力容器的制造成本非常高，并且为了模拟相同的环境，需要额外安装高压泵、加热器等，但这些部件的成本非常高，从而大大降低了经济效益。

现有技术文献

专利文献

韩国授权专利公报第10-1143220号(公开日：2012.05.18)

技术实现要素：

发明所要解决的问题

本发明的实施例旨在解决上述现有技术的问题，提供一种能够保持压力容器内部的温度恒定的装置，以将多个样品安装于压力容器内部。

用于解决问题的方案

为了实现上述目的，本发明实施例的用于保持压力容器内部温度的装置由如下部分构成：压力容器，其设置有主加热器，所述主加热器用于将试验水加热至预定的试验温度并保持预定的试验温度；预加热器，其主要用于在所述主加热器对所述试验水进行加热之前，将所述试验水加热至所述预定的试验温度；以及热交换器，其包括注入管和排出管，所述注入管用于将被所述预加热器加热的所述试验水注入至所述压力容器，所述排出管用于输送从所述压力容器排出的所述试验水，其中，所述注入管插入到所述排出管的内部。

优选地，所述注入管从所述压力容器的底部插入并延伸至所述压力容器的上部。

优选地，所述压力容器还包括用于放置多个样品的样品放置架。

优选地，所述样品放置架具有多个钩。

发明效果

本发明的实施例的用于保持压力容器内部温度的装置能够保持压力容器内部的试验水温度恒定，从而能够在压力容器内部安装多个样品同时获得准确的试验数据，并且能够缩短试验时间和节约成本。

附图说明

图1为根据本发明的用于保持压力容器内部温度的装置的剖面图。

图2为根据本发明的用于保持压力容器内部温度的装置的热交换器的放大图。

图3为根据本发明的用于保持压力容器内部温度的装置的样品放置架的立体图。

图4为根据本发明的用于保持压力容器内部温度的装置的样品放置架的平面图。

具体实施方式

本发明的实施例中提出的特定结构乃至功能性说明仅仅是用于说明根据本发明概念的实施例，根据本发明的概念的实施例能够以各种形式实现。并且，不能解释为仅限定于本说明书中记载的实施例，而应理解为包括落入本发明的思想及技术范围的所有修改、等同物及替代物。

下面，参考所附的附图详细说明本发明。

图1为用于保持压力容器内部温度的装置的剖面图，其由如下部分构成：压力容器100，其设置有主加热器110，该主加热器110用于将试验水加热至预定的试验温度并保持预定的试验温度；预加热器200，在主加热器110对试验水进行加热之前，将试验水的温度加热至预定的试验温度；热交换器300，其包括将预加热器200的试验水注入至压力容器100的注入管310和排出压力容器100的试验水的排出管320，且注入管310插入到排出管320内部。

预加热器200的内部形成有供试验水流动的管道，试验水在通过管道期间对管道进行加热，从而首次提高通过管道的试验水的温度。此时，管道形成为之字形，从而可以在试验水通过管道期间将试验水加热至预定的试验温度。

压力容器100具有将在预加热器200内加热的试验水通过管道流动时损失的温度重新提高至预定的试验温度的主加热器110。

另外，压力容器100的内部具有能够放置多个样品的圆柱形样品放置架120，各个样品10可以安装在形成于样品放置架120的多个钩121。

热交换器300由将预加热器200中首次加热的试验水注入至压力容器100内部的注入管310和排出压力容器100的试验水的排出管320，且注入管310插入到排出管320内部。

图2为用于保持压力容器内部温度的装置热交换器的放大图，热交换器300中，注入管310插入到排出管320内部，排出管320外部的试验水对通过注入管310流动时被冷却或温度降低的试验水重新加热。

注入管310注入至压力容器100的下部并设置到压力容器的上部，并且从注入管310排出的试验水对由于试验水温度导致的密度差而使得压力容器100的上部温度变高的现象进行冷却，从而使压力容器100内部的温度偏差最小化。

另外，即使注入管310设置到上部而注入的试验水的温度低，试验水被排出之前也能通过注入管310周围的试验水温度被加热。

排出管320以包围注入管310的状态连接至压力容器100的下部，压力容器100内部中相对低温的试验水通过排出管320排出，由此能够使压力容器100内部的试验水的循环变得灵活。

图3为设置于压力容器内部的样品放置架的立体图，样品放置架120具有圆柱形骨架，其由多个圆形框架以一定间距隔开而成。

并且，圆形框架上形成有多个钩121而易于安装样品10，且圆形框架以一定间距隔开而成，从而在安装样品10时能够防止彼此碰撞或重叠。

图4为设置于压力容器内部的样品放置架的平面图，排出管320位于样品放置架120的中心。

此时，通过从排出管320排出的试验水，压力容器100内部保持一定的温度，且通过多个样品10获得准确的试验数据。

以上说明的本发明并不限定于上述实施例及所附的附图，本领域技术人员应该明白在不脱离本发明的技术思想的范围内可进行各种置换、变形及变更。

附图标记说明

10：样品

100：压力容器

110：主加热器

120：样品放置架

121：钩

200：预加热器

300：热交换器

310：注入管

320：排出管