临界热流密度试验的试验方法与流程

本申请的实施例涉及核反应堆安全分析，具体涉及一种临界热流密度试验的试验方法。

背景技术：

1、这里的陈述仅仅提供与本申请有关的背景信息，而不必然地构成现有技术。临界热流密度是保证反应堆堆芯安全最为重要的热工水力限制参数，临界沸腾现象发生时，冷却剂流动沸腾机理转变、换热系数降低，燃料元件表面传热性能恶化。在反应堆在事故过程中，当热流密度达到工况条件对应的临界热流密度(chf)时，就可能发生偏离泡核沸腾(dnb)现象，导致包壳温度飞升并烧毁，严重的可使燃料元件烧毁从而引起放射性泄漏，造成严重后果。因此，临界热流密度是反应堆安全分析中重点关注的热工水力现象，必须开展试验。

技术实现思路

1、在下文中给出了关于本申请的简要概述，以便提供关于本申请的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本申请的穷举性概述。它并不是意图确定本申请的关键或重要部分，也不是意图限定本申请的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

2、本申请的实施例提供了一种临界热流密度试验的试验方法。临界热流密度试验中，利用试验装置加热流经试验段的流体。试验方法包括以下步骤：调节流体的试验热工参数至预定值；阶梯性地逐步提升试验装置的加热功率，每次提升加热功率后，等待试验热工参数达到稳定后，进行下一次加热功率的提升；当提升加热功率后试验段的加热元件的壁温飞升、难以稳定时，判定流体达到临界状态，并降低加热功率，以防止加热元件烧毁；将流体在最后一次提升加热功率前所处的稳定状态视为临界状态；根据流体在临界状态时的试验热工参数，确定流体在临界状态时的临界参数。

3、本申请的实施例通过阶梯性提升加热功率来寻找临界点，避免了加热功率过高的问题，提高了试验的安全性。并且，以临界前的最后一个稳定状态来代替临界状态，根据该稳定状态下测量的试验热工参数来确定临界参数，减小了分析误差，提高了试验的测量精度。

技术特征：

1.一种临界热流密度试验的试验方法，所述临界热流密度试验中，利用试验装置加热流经试验段的流体；其特征在于，所述方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在每次提升所述加热功率后，判断所述流体的试验热工参数在稳定后是否超出所述预定值的允许误差范围；

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述试验热工参数包括：所述流体的压力、流量以及在所述试验段的入口温度。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，若提升所述加热功率后，所述试验段加热元件的壁温的升温速度大于速度阈值或温度升高量超过升温量阈值，判定所述流体达到临界状态。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述速度阈值为10℃/s，所述升温量阈值为50℃。

6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，当提升所述加热功率至所述流体达到临界状态后，将所述加热功率降低至当前加热功率的70％至80％的范围内。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述临界参数包括所述流体在临界点的局部压力、局部质量流密度、局部含汽率和热流密度。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，每次提升所述加热功率后，等待所述试验热工参数稳定后，维持所述加热功率预定时间，再进行下一次所述加热功率的提升；

技术总结
本申请的实施例涉及核反应堆安全分析技术领域，具体涉及了一种临界热流密度试验的试验方法。该方法包括以下步骤：调节流体的试验热工参数至预定值；阶梯性地逐步提升试验装置的加热功率，每次提升加热功率后，等待试验热工参数达到稳定后，进行下一次加热功率的提升；当提升加热功率后试验段的加热元件的壁温飞升、难以稳定时，判定临界发生，并降低加热功率，以防止加热元件烧毁；将流体在最后一次提升加热功率前所处的稳定状态视为临界状态；根据流体在临界状态时的试验热工参数，确定流体在临界状态时的临界参数。本申请的实施例通过阶梯性提升加热功率，避免了加热功率过高的问题，提高了安全性并减小了分析误差，提高了测量精度。

技术研发人员：赵民富,段明慧,梁朋,张东旭,魏君翰,许永旺,李青远,杜开文
受保护的技术使用者：中国原子能科学研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/3/31