热电偶，热电偶与偏心管的连接焊接点以线段^02为对称轴进行对称分布，偏心管25外壁设置有连通到偏心管25内部的引压管22，偏心管25外壁设置有绝热保护结构。如图1中P箭头所指即是热电偶与偏心管的连接焊接点。
[0024]如图2所示，模拟混合堆次临界能源包层通道加热的实验装置，包括上述的模拟混合堆次临界能源包层通道加热的偏心管，偏心管25两端分别各自连接有螺纹接头23，螺纹接头远离偏心管25的一端连接有螺纹法兰21，偏心管25外壁还焊接有加电铜排24。
[0025]如图2，包括一根偏心管25、2个螺纹接头23、2个螺纹法兰21、2个加电铜排24，至少2个引压管。
[0026]所述偏心管25为不锈钢钢管。
[0027]偏心管25连接的引压管22连接有差压变送器。
[0028]螺纹法兰21套装在螺纹接头23的外径面上。
[0029]螺纹接头23与偏心管25进行氩弧焊连接。
[0030]偏心管25的内径圆直径与次临界堆冷却剂通道内径保持一致。
[0031]偏心管25的内径圆直径为16 mm。
[0032]基于上述结构，本发明提供一种模拟混合堆次临界能源包层单通道冷却剂周向非均匀加热特性的偏心管和实验装置，实验装置主要包括螺纹法兰、引压管、螺纹接头、加电铜排和偏心管。通过合理的模型抽象和结构设计，使得发明的装置能模拟次临界能源包层冷却剂单通道特殊的流动传热边界条件和典型的流道结构。
[0033]本发明的目标是这样实现的:通过加电铜排采用直流电加热壁厚不均匀的偏心管，获得周向非均匀加热功率；偏心管外壁做绝热结构，发热量主要经内壁通过冷却剂导出，以模拟混合堆次临界能源包层功率径向非均匀条件下冷却剂管道周向不均匀热流密度，偏心圆管采用高精度深孔钻加工。
[0034]按照本发明提供的偏心管横截面，主要用于模拟次临界能源堆冷却剂通道热流密度周向非均匀分布特性。其中，为了获得周向非均匀分布热流密度的特性，内圆直径与次临界堆冷却剂通道内径保持一致，外圆直径02及偏心距042由结构强度需求及热流密度确定。偏心管的外径壁上焊接有多个热电偶，热电偶与偏心管的连接焊接点以线段042为对称轴进行对称分布，以获得周向局部壁温分布。
[0035]所述的偏心管采用高精度深孔钻加工获得，偏心管两端通过螺纹法兰和螺纹接头与回路相连。偏心管内径A=16 mm ;通过加电铜排采用直流电加热，利用偏心管周向厚度不同从而获得周向不均匀加热功率。通道外壁面做绝热处理，即在偏心管25外壁设置有绝热保护结构，从而获得通道内壁面周向不均匀热流密度。沿程阻力通过引压管结合差压变送器测得，即偏心管25连接的引压管22连接有压差变送器，通过引压管测量流动方向的压降，本装置可用于次临界能源燃料包层冷却剂单通道流动及传热特性实验研宄，为模块化次临界能源包层热工水力设计验证及热工安全准则的制定提供基准。
[0036]上述结构的实验操作过程为:按照上述结构组装好实验装置，在设定的管内冷却剂流动状态下启动加热电源，加电铜排将电流传递给偏心管25，偏心管25发热，由于偏心管25的壁厚为非均匀状态，同时在绝热保护结构的作用下，偏心管内壁可以获得周向非均匀热流密度，此时通过记录热电偶的数值，同时记录差压变送器的数值和冷却剂流动状态，可以综合分析出全周向非均匀加热条件下单相流动及传热特性，从而达到模拟混合堆次临界能源包层冷却剂通道的热工水力特性，以检验次临界能源包层热工水力设计的合理性，进而制定相应的次临界混合堆热工安全准则，为ITER装置驱动的混合堆次临界能源包层冷却系统的设计提供参考。
[0037]如上所述，则能很好的实现本发明。
【主权项】
1.模拟混合堆次临界能源包层通道加热的偏心管，其特征在于:包括偏心管(25)，偏心管(25)内径圆的圆心为屮偏心管(25)外径圆的圆心为O2, 0到02的距离大于零，0连接O2的线段为线段O1O2，偏心管的外径壁上焊接有多个热电偶，热电偶与偏心管的连接焊接点以线段O1O2为对称轴进行对称分布，偏心管(25)外壁设置有连通到偏心管(25)内部的引压管(22)，偏心管(25)外壁设置有绝热保护结构。
2.模拟混合堆次临界能源包层通道加热的实验装置，其特征在于:包括权利要求1所述的模拟混合堆次临界能源包层通道加热的偏心管，偏心管(25)两端分别各自连接有螺纹接头(23)，螺纹接头远离偏心管(25)的一端连接有螺纹法兰(21)，偏心管(25)外壁还焊接有加电铜排(24)。
3.根据权利要求2所述的模拟混合堆次临界能源包层通道加热的实验装置，其特征在于:所述偏心管(25)为不锈钢钢管。
4.根据权利要求2所述的模拟混合堆次临界能源包层通道加热的实验装置，其特征在于:偏心管(25)连接的引压管(22)连接有差压变送器。
5.根据权利要求2所述的模拟混合堆次临界能源包层通道加热的实验装置，其特征在于:螺纹法兰(21)套装在螺纹接头(23)的外径面上。
6.根据权利要求2所述的模拟混合堆次临界能源包层通道加热的实验装置，其特征在于:螺纹接头(23 )与偏心管(25 )通过氩弧焊连接。
7.根据权利要求2所述的模拟混合堆次临界能源包层通道加热的实验装置，其特征在于:螺纹法兰(21)与次临界堆冷却剂通道连通，偏心管(25)的内径圆直径与混合堆次临界能源包层冷却剂通道内径保持一致。
8.根据权利要求2所述的模拟混合堆次临界能源包层通道加热的实验装置，其特征在于:偏心管(25)的内径圆直径为16 mm。
【专利摘要】本发明公开了模拟混合堆次临界能源包层通道加热的偏心管和实验装置，偏心管内径圆的圆心为<i>O</i>1，偏心管外径圆的圆心为<i>O</i>2，<i>O</i>1到<i>O</i>2的距离大于零，<i>O</i>1连接<i>O</i>2的线段为线段<i>O</i>1<i>O</i>2，偏心管的外径壁上焊接有多个热电偶，热电偶与偏心管的连接焊接点以线段<i>O</i>1<i>O</i>2为对称轴进行对称分布，偏心管外壁设置有连通到偏心管内部的引压管，偏心管外壁设置有绝热保护结构。实验装置，包括偏心管，偏心管两端连接有螺纹接头，螺纹接头远离偏心管的一端连接有螺纹法兰，偏心管外壁还焊接有加电铜排。利用本实验装置开展全周向非均匀加热条件下单相流动及传热特性实验，以模拟混合堆次临界能源包层冷却剂通道的热工水力特性。
【IPC分类】G01M10-00, G01N25-20
【公开号】CN104568377
【申请号】CN201410726583
【发明人】彭劲枫, 黄彦平, 幸奠川, 徐建军, 刘文兴, 刘亮, 杨祖毛
【申请人】中国核动力研究设计院
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年12月4日