RU162139U1 - Имитатор тепловыделяющего элемента - Google Patents
Имитатор тепловыделяющего элемента Download PDFInfo
- Publication number
- RU162139U1 RU162139U1 RU2015152474/07U RU2015152474U RU162139U1 RU 162139 U1 RU162139 U1 RU 162139U1 RU 2015152474/07 U RU2015152474/07 U RU 2015152474/07U RU 2015152474 U RU2015152474 U RU 2015152474U RU 162139 U1 RU162139 U1 RU 162139U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- shell
- simulator
- fuel element
- heating rod
- electric heating
- Prior art date
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 27
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims abstract description 9
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 claims abstract 8
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 8
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 7
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 6
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N Magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000000615 nonconductor Substances 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 235000012245 magnesium oxide Nutrition 0.000 description 2
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 241000223026 Akodon simulator Species 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 239000012777 electrically insulating material Substances 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910001120 nichrome Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C17/00—Monitoring; Testing ; Maintaining
- G21C17/06—Devices or arrangements for monitoring or testing fuel or fuel elements outside the reactor core, e.g. for burn-up, for contamination
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/40—Heating elements having the shape of rods or tubes
- H05B3/42—Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible
- H05B3/48—Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible heating conductor embedded in insulating material
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Abstract
Имитатор тепловыделяющего элемента, включающий в себя оболочку и электрообогреваемый стержень, подключенный к источнику питания, разделенных электроизолятором, отличающийся тем, что оболочка и электрообогреваемый стержень с одной стороны электрически соединены, а с другой стороны оболочка и электрообогреваемый стержень подключены к источнику питания, причем электрообогреваемый стержень выполнен из меди, а оболочка выполнена из нержавеющей стали.
Description
Имитатор тепловыделяющего элемента
Полезная модель относится к области теплофизических исследований и может быть использована для имитации температурного режима тепловыделяющих элементов (ТВЭЛ) ядерных реакторов, при исследовании запасов до кризиса теплообмена и исследовании различных аварийных режимов работы ТВЭЛ на электрообогреваемых стендах, а также в промышленности и исследовательской практике при проведении тепловых испытаний.
Известна конструкция имитатора тепловыделяющего элемента (ТВЭЛ) ядерного реактора, имитирующего тепловые условия в ядерных реакторах - имитатор твэл прямого нагрева (Болтенко Э.А. Электрообогреваемые тепловыделяющие элементы для исследования теплогидравлических характеристик энергоустановок. Атомная энергия, 2009, т. 107., вып. 3, стр. 173-177). В имитаторах прямого нагрева выделение тепла достигается пропусканием тока через оболочку.
При проведении ряда экспериментов необходимо выполнить имитатор твэл таким образом, чтобы подвод к источнику тока был односторонним. При этом на оболочке необходимо иметь высокую плотность теплового потока. Основной недостаток имитатора прямого нагрева заключается в том, что в случае имитатора прямого нагрева довольно сложно обеспечить одностороннее подключение к источнику тока.
Известна конструкция имитатора тепловыделяющего элемента (ТВЭЛ) ядерного реактора, имитирующего тепловые условия в ядерных реакторах - имитатор твэл косвенного нагрева (Болтенко Э.А. Электрообогреваемые тепловыделяющие элементы для исследования теплогидравлических характеристик энергоустановок. Атомная энергия, 2009, т. 107., вып. 3, стр. 173-177). Имитатор ТВЭЛ состоит из корпуса имитатора-оболочки, выполняемого из нержавеющей стали и служащего для размещения внутри него нагревательного элемента в виде проволоки или стержня, по которому пропускают ток от источника тока. В качестве материала нагревательного элемента используют нихром, сталь и т.п.. Между корпусом имитатора ТВЭЛ и нагревательным элементом располагают электроизолирующий материал. В качестве последнего используют, как правило, порошок (наполнитель) MgO - периклаз. Выход нагревательного элемента из корпуса осуществляется через узел герметизации. На фиг. 1 показана упрощенная схема имитатора твэл косвенного нагрева
Имитатор ТВЭЛ косвенного нагрева включает в себя оболочку 1, электрообогреваемый стержень (проволока) и электроизолятор 3.
Основные недостатки:
1. Невозможно выделить большую мощность (получить на оболочке высокий тепловой поток)
Известна конструкция патронного нагревателя (Elektrische CSN Patronenheizkorper - патронные электронагреватели. Фирма SCHMEWINDT Gmbh & Co. KG Шенталер Ber, 46, а/я 136058805 Нойенраде. Германия) На фиг. 2 показана упрощенная схема патронного нагревателя Патронный нагреватель включает в себя оболочку 1, электрообогреваемый стержень (проволока) и электроизолятор 3.
Основной недостаток:
1. Невозможно выделить большую мощность (получить на оболочке высокий тепловой поток).
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является имитатор твэл косвенного нагрева (патронный нагреватель), включающий в себя оболочку и электрообогреваемый стержень, подключенный к источнику питания, разделенных электроизолятором. Основной недостаток:
1. Невозможно выделить большую мощность (получить на оболочке высокий тепловой поток).
Предлагается имитатор тепловыделяющего элемента, включающий в себя оболочку и электрообогреваемый стержень, подключенный к источнику питания, разделенных электроизолятором, отличающийся тем, что оболочка и электрообогреваемый стержень с одной стороны электрически соединены, а с другой стороны оболочка и электрообогреваемый стержень подключены к источнику питания, причем электрообогреваемый стержень выполнен из меди, а оболочка выполнена из нержавеющей стали.
Технический результат, на достижение которого направлена полезная модель, заключается в повышении плотности теплового потока на оболочке что достигается тем, что оболочка и электрообогреваемый стержень с одной стороны электрически соединены, а с другой стороны оболочка и электрообогреваемый стержень подключены к источнику питания, причем электрообогреваемый стержень выполнен из меди, а оболочка выполнена из нержавеющей стали.
Достижение технического результата обеспечивается за счет того, что оболочка выполнена из нержавеющая стали толщиной 1 мм (материал с высоким коэффициентом электрического сопротивления).
Достижение технического результата обеспечивается также за счет того, что электрообогреваемый стержень выполнен из меди (материал с низким коэффициентом электрического сопротивления). На рис. 3 показана схема имитатора тепловыделяющего элемента. Имитатор твэл включает в себя оболочку 1, выполненную из нержавеющей стали, электрообогреваемый стержень 2, выполненный из меди и электроизолятора 3, разделяющего оболочку и электрообогреваемый стержень. Оболочка и стержень с одной стороны электрически соединены, а с другой стороны подключены к источнику питания.
Имитатор тепловыделяющего элемента работает следующим образом. Ток от источника питания проходит последовательно через электрообогреваемый стержень 2 (медь) и оболочку 1 (нержавеющая сталь). За счет прохождения тока выделяется тепло в оболочке (значительное) и в стержне (незначительное). В результате достигается основная цель - повышение плотности теплового потока на оболочке, подключение к источнику питания одностороннее.
Пример конкретного выполнения.
На фиг. 4 показан имитатор твэл с односторонним выходом токоподводов. Мощность имитатора до 150 кВт, выход односторонний. Внутренний электрод 2 (медь d=7-8 мм), наружная оболочка 1 (нержавейка) служат проводниками тока. В электроизоляторе 3 размещены термопары 4. Термопары служат для измерения температуры оболочки. Напряжение источника питания 5 - 115 В. Толщина наружной оболочки 1 мм. Токоподводы включены в систему охлаждения (8-10 кВт). Имитатор включен в сборку (18 шт), моделирующую работу тепловыделяющей сборки реакторной установки типа РБМК. Исследуется кризис теплоотдачи и распределение жидкости в ячейках сборки. Общая мощность сборки до 3000 кВт. Суммарный ток через сборку до 25000-30000 А. Ток через один имитатор до 1400-1500 А. Имитаторы с односторонним выходом позволяют удобно разместить оборудование для отбора проб из ячеек сборки.
Имитатор твэл работает следующим образом. При подключении имитатора к источнику тока и прохождении тока выделяется тепло в оболочке 1 и центральном стержне 2. Основное тепло выделяется в оболочке. Отвод тепла, выделяемого в оболочке, осуществляется за счет омывания водой со стороны выпуклой теплоотдающей поверхности. В электрообогреваемом стержне выделяется при максимальной мощности сборки 5-6 кВт. В токоподводах, которые подключают оболочку и стержень к источнику питания 5, при максимальной мощности выделяется 40-50 кВт. Для отвода тепла от токоподводов используется специальная система охлаждения. Максимальная плотность теплового потока на выпуклой теплоотдающей поверхности оболочки ограничивается кризисом теплоотдачи и составляет примерно 1-1,5 МВт/м. Использование предлагаемых имитаторов твэл с односторонним выходом позволило получить данные по кризису теплоотдачи и распределению жидкости по сечению сборки.
Claims (1)
- Имитатор тепловыделяющего элемента, включающий в себя оболочку и электрообогреваемый стержень, подключенный к источнику питания, разделенных электроизолятором, отличающийся тем, что оболочка и электрообогреваемый стержень с одной стороны электрически соединены, а с другой стороны оболочка и электрообогреваемый стержень подключены к источнику питания, причем электрообогреваемый стержень выполнен из меди, а оболочка выполнена из нержавеющей стали.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015152474/07U RU162139U1 (ru) | 2015-12-07 | 2015-12-07 | Имитатор тепловыделяющего элемента |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015152474/07U RU162139U1 (ru) | 2015-12-07 | 2015-12-07 | Имитатор тепловыделяющего элемента |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU162139U1 true RU162139U1 (ru) | 2016-05-27 |
Family
ID=56096300
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015152474/07U RU162139U1 (ru) | 2015-12-07 | 2015-12-07 | Имитатор тепловыделяющего элемента |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU162139U1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113677046A (zh) * | 2021-08-05 | 2021-11-19 | 兰州大学 | 一种电加热模拟热源模块及系统 |
| RU215110U1 (ru) * | 2022-03-02 | 2022-11-29 | Акционерное общество "Электрогорский научно-исследовательский центр по безопасности и атомных электростанций" | Имитатор тепловыделяющего элемента с двухсторонним теплосъемом |
-
2015
- 2015-12-07 RU RU2015152474/07U patent/RU162139U1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113677046A (zh) * | 2021-08-05 | 2021-11-19 | 兰州大学 | 一种电加热模拟热源模块及系统 |
| RU215110U1 (ru) * | 2022-03-02 | 2022-11-29 | Акционерное общество "Электрогорский научно-исследовательский центр по безопасности и атомных электростанций" | Имитатор тепловыделяющего элемента с двухсторонним теплосъемом |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2017020474A1 (zh) | 用于整体效应热工水力试验的堆芯模拟体 | |
| CN204596904U (zh) | 一种带有加热装置的锂电池组 | |
| CN107945895A (zh) | 一种非均匀电加热的核燃料模拟棒 | |
| RU162139U1 (ru) | Имитатор тепловыделяющего элемента | |
| CN101701993B (zh) | 温差发电模块特性实验装置 | |
| EP2811233A3 (de) | Einrichtung mit elektrisch beheiztem Wärmespeicher zur Warmwasserbereitung | |
| CN105788680A (zh) | 反应堆堆芯发热模拟元件 | |
| Zhang et al. | Experimental study of AlN powder filled high voltage molten salt electric heater for large scale thermal energy storage | |
| CN207425373U (zh) | 一种非均匀电加热的核燃料模拟棒 | |
| CN203744531U (zh) | 一种增强型四氯化硅电加热器 | |
| CN104534684B (zh) | 利用氢气和镍金属产生盈余热能的设备及其热产生方法 | |
| CN218003659U (zh) | 一种同位素温差发电机的模拟试验装置 | |
| CN217157505U (zh) | 模拟热堆热管取热与热电转换演示系统 | |
| RU2168776C1 (ru) | Имитатор тепловыделяющего элемента ядерного реактора | |
| RU127236U1 (ru) | Электронагреватель | |
| CN208490003U (zh) | 一种便携式的半导体器件加热控温装置 | |
| CN110927775B (zh) | 一种etg用模块化电加热模拟热源 | |
| CN204105191U (zh) | 温差发电水壶 | |
| CN114698164A (zh) | 一种间接均匀电加热棒 | |
| Yoon et al. | Thermal fluidic characteristics of microencapsulated PCM slurry (MPCS) in battery immersion cooling | |
| Mejri et al. | Radiation heat transfer effect in solid oxide fuel cell: application of the lattice boltzmann method | |
| CN205645053U (zh) | 一种数显式焦耳定律实验装置 | |
| CN114387854B (zh) | 模拟热堆热管取热与热电转换演示系统及其设计方法 | |
| CN204555347U (zh) | 利用氢气和镍金属产生盈余热能的设备 | |
| CN223584364U (zh) | 一种高效耐高压即热式发热体 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20160829 |