SiC包壳试验加热装置及SiC包壳加热试验安装结构的制作方法

本发明涉及核电工程试验，尤其涉及一种sic包壳试验加热装置及sic包壳加热试验安装结构。

背景技术：

1、燃料包壳在研发设计过程中需要进行一系列热工试验，来探索该燃料包壳的热工性能，这就需要以该燃料包壳为主体，设计该燃料包壳的试验加热棒来支撑一系列热工试验，以获取一系列研究该燃料包壳热工性能的实验数据。sic材料因其良好的导热及耐高温特性被认为可以作为新型燃料包壳的材料，但sic材料电阻比较大，并不适合采用传统的直接电加热方式来直接探索其热工性能。此外，sic作为非金属材料，强度、延展性、膨胀特性等方面都与金属有较大的不同。

2、为了新型燃料包壳的研发，急需针对sic材料特性来设计一种适合sic管的试验加热棒以探究sic管的热工性能。然而，国内外对上述适合sic管的试验加热棒缺少研究，并没有能够适合sic管在高温高压条件试验中使用的加热棒。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题在于，提供一种sic包壳试验加热装置及使用该试验加热装置的sic包壳加热试验安装结构。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种sic包壳试验加热装置，包括用于sic包壳管套设其上的加热管、镍棒、导电管组、第一密封组件和第二密封组件；

3、所述加热管具有相对的一端和第二端；所述镍棒与所述加热管的第一端轴向相接并与所述加热管导电连接，所述第一密封组件紧配合在所述加热管和镍棒的连接处外周，并且将对应在所述加热管第一端外周的sic包壳管的端部密封；

4、所述导电管组与所述加热管的第二端轴向相接，并且与所述加热管导电连接；所述第二密封组件紧配合在所述加热管和导电管组的连接处外周，并且将对应在所述加热管第二端外周的sic包壳管的端部密封。

5、优选地，所述镍棒包括轴向相接的第一柱体和第二柱体，所述第二柱体的外径小于所述第一柱体的外径；所述第二柱体紧配合在所述加热管的第一端内，所述第一端的端面抵紧所述第一柱体和第二柱体之间的过渡面；

6、所述第一密封组件包括第一压紧螺母、至少一个第一金属环、第一石墨环；所述第一金属环和第一石墨环对应在所述加热管的第一端外并套设在sic包壳管的端部上；所述第一压紧螺母配合在sic包壳管的端部和所述第一柱体的外周上，通过旋转所述第一压紧螺母挤压所述第一金属环和第一石墨环，将sic包壳管和所述第一压紧螺母之间的缝隙填充密封。

7、优选地，所述第一密封组件包括两个所述第一金属环，两个所述第一金属环分别叠置在所述第一石墨环相对两侧。

8、优选地，所述第二密封组件包括第一金属管、第二金属管、第二压紧螺母、第三压紧螺母、第二金属环、第三金属环、第二石墨环和第三石墨环；

9、所述第一金属管和第二金属管自内到外依次套设在所述加热管和导电管组的连接处外周，所述第二压紧螺母对应在所述加热管的第二端和sic包壳管外并配合在所述第二金属管上，所述第三压紧螺母对应在所述导电管组外并配合在所述第二金属管上；

10、所述第二金属环和第二石墨环套设在sic包壳管的端部外周，并且抵接在所述第一金属管的一端和第二压紧螺母的内环面之间；

11、所述第三金属环和第三石墨环套设在所述导电管组外周，并且抵接在所述第一金属管的另一端和第三压紧螺母的内环面之间；

12、通过旋转所述第二压紧螺母和/或所述第三压紧螺母，挤压所述第三金属环与第三石墨环、和/或挤压所述第二金属环与第二石墨环，将所在位置对应的缝隙填充密封。

13、优选地，所述导电管组包括与所述加热管的第二端轴向相接的镍管、与所述镍管轴向相接的铜管；所述铜管、镍管和加热管的内部通道相接连通。

14、优选地，所述镍管与所述加热管的第二端凹凸配合连接。

15、优选地，所述镍管和所述加热管的外径相等。

16、优选地，所述sic包壳试验加热装置还包括用于伸入所述加热管内进行温度检测的温度检测单元。

17、优选地，所述温度检测单元包括至少一根热电偶。

18、本发明还提供一种sic包壳加热试验安装结构，包括以上任一项所述sic包壳试验加热装置、用于进行加热试验的sic包壳管；所述sic包壳管套设在所述sic包壳试验加热装置的加热管外并与所述加热管紧贴合；

19、所述sic包壳管的一端对应在所述加热管的第一端外并与该第一端抵紧在镍棒上，第一密封组件紧配合在所述sic包壳管的一端与镍棒的连接处外周，将所述sic包壳管的端部密封；

20、所述sic包壳管相对的另一端对应在所述加热管的第二端外，第二密封组件紧配合在所述sic包壳管的该另一端和导电管组的连接处外周，将所述sic包壳管的端部密封。

21、本发明的有益效果：通过加热管和导电管组的配合实现以间接加热方式对sic包壳管加热试验，以第一、第二密封组件对sic包壳管端部和加热管的连接处进行包覆密封，保证试验过程sic包壳管和加热管导热的可控性，满足高温高压试验工况的要求。

22、本发明sic包壳试验加热装置，结构紧凑、安装灵活，能够重复应用，适用于需要多次热工试验的sic包壳，对于sic包壳热工特性的研究具有重要的实用价值。

技术特征：

1.一种sic包壳试验加热装置，其特征在于，包括用于sic包壳管套设其上的加热管、镍棒、导电管组、第一密封组件和第二密封组件；

2.根据权利要求1所述sic包壳试验加热装置，其特征在于，所述镍棒包括轴向相接的第一柱体和第二柱体，所述第二柱体的外径小于所述第一柱体的外径；所述第二柱体紧配合在所述加热管的第一端内，所述第一端的端面抵紧所述第一柱体和第二柱体之间的过渡面；

3.根据权利要求2所述sic包壳试验加热装置，其特征在于，所述第一密封组件包括两个所述第一金属环，两个所述第一金属环分别叠置在所述第一石墨环相对两侧。

4.根据权利要求1所述sic包壳试验加热装置，其特征在于，所述第二密封组件包括第一金属管、第二金属管、第二压紧螺母、第三压紧螺母、第二金属环、第三金属环、第二石墨环和第三石墨环；

5.根据权利要求1至4任一项所述sic包壳试验加热装置，其特征在于，所述导电管组包括与所述加热管的第二端轴向相接的镍管、与所述镍管轴向相接的铜管；所述铜管、镍管和加热管的内部通道相接连通。

6.根据权利要求5所述sic包壳试验加热装置，其特征在于，所述镍管与所述加热管的第二端凹凸配合连接。

7.根据权利要求5所述sic包壳试验加热装置，其特征在于，所述镍管和所述加热管的外径相等。

8.根据权利要求1至4任一项所述sic包壳试验加热装置，其特征在于，所述sic包壳试验加热装置还包括用于伸入所述加热管内进行温度检测的温度检测单元。

9.根据权利要求8所述的sic包壳试验加热装置，其特征在于，所述温度检测单元包括至少一根热电偶。

10.一种sic包壳加热试验安装结构，其特征在于，包括权利要求1至9任一项所述sic包壳试验加热装置、用于进行加热试验的sic包壳管；所述sic包壳管套设在所述sic包壳试验加热装置的加热管外并与所述加热管紧贴合；

技术总结
本发明公开了一种SiC包壳试验加热装置及SiC包壳加热试验安装结构，试验加热装置包括加热管、镍棒、导电管组、第一密封组件和第二密封组件；镍棒与加热管的第一端轴向相接并导电连接，第一密封组件紧配合在加热管和镍棒的连接处外周，将SiC包壳管的端部密封；导电管组与加热管的第二端轴向相接并导电连接；第二密封组件紧配合在加热管和导电管组的连接处外周，将SiC包壳管的端部密封。本发明通过加热管和导电管组的配合实现以间接加热方式对SiC包壳管加热试验，以第一、第二密封组件对SiC包壳管端部和加热管的连接处进行包覆密封，保证试验过程SiC包壳管和加热管导热的可控性，满足高温高压试验工况的要求。

技术研发人员：杨凯,姚曦,方启飞,苏前华,卢冬华,李彪,张戈,吕路路,郭明
受保护的技术使用者：中广核研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/12