(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211157207.0 (22)申请日 2022.09.22 (71)申请人 重庆大学 地址 400044 重庆市沙坪坝区沙正 街174号 重庆大学A区 (72)发明人 陈德奇　刘海东　刘汉周　汪宁远　 蒲星武　 (74)专利代理 机构 成都鱼爪智云知识产权代理 有限公司 513 08 专利代理师 罗怡韵 (51)Int.Cl. G01N 3/56(2006.01) G01N 3/02(2006.01) (54)发明名称 一种法向载荷微动磨蚀研究装置 (57)摘要 本发明提出了一种法向载荷微动磨蚀研究 装置， 涉及微动磨蚀研究装置技术领域。 包括相 互连接的熔融罐体和实验罐体， 其内部分别形成 熔融腔和实验腔； 所述实验罐体位于所述熔融罐 体的上方， 并分别通过输送管路和连接管路将熔 融腔和实验腔连通， 且所述连接管路设置有控制 器通断的阀门； 所述实验罐体内设样件夹具组 件， 所述熔融腔内还填充有实验工质， 并向熔融 罐体中通入高压气体时， 能够将实验工质由输送 管路导入实验罐体内； 其能够明晰微动磨蚀机 制， 理清微动磨蚀与流致振动耦合关系， 确定关 键影响因素， 进而构建微动磨蚀预测模型， 从而 为燃料组件安全分析与设计提供参 考。 权利要求书1页 说明书5页 附图3页 CN 115508238 A 2022.12.23 CN 115508238 A 1.一种法向载荷微动磨蚀研究装置， 其特征在于， 包括相互连接的熔融罐体和实验罐 体， 其内部 分别形成熔融腔和实验腔； 所述 实验罐体位于所述熔融罐体的上方， 并分别通过 输送管路和连接管路将熔融腔和实验腔连通， 且所述连接管路设置有控制器通断的阀门； 所述实验罐体内设样件夹具组件， 所述熔融腔 内还填充有实验工质， 并向熔融罐体中通入 高压气体时， 能够将实验工质由输送管路导入实验罐体内。 2.根据权利要求1所述的一种法 向载荷微动磨蚀研究装置， 其特征在于， 所述样件夹具 组件包括对称设置在所述 实验罐体两侧并伸入熔融腔内的连接安装部； 所述连接安装部包 括连接部和固定法兰， 且连接 部和固定法兰之间通过螺 栓固定； 所述连接部内均设置有活动空腔， 且活动空腔均沿所述连接部的轴线方向设置， 且活 动空腔内均活动连接有活动夹具组件。 3.根据权利要求2所述的一种法 向载荷微动磨蚀研究装置， 其特征在于， 所述活动夹具 组件包括依次连接的活动盘、 连接件和对比样件夹具， 所述活动盘位于所述活动空腔内， 并 与其内部滑动配合， 所述连接件伸出活动空腔的一端位于实验腔 内， 并与所述对比样件夹 具固接； 两所述对比样件夹具正对设置， 且之间形成夹持腔； 两所述活动盘分别连接有对比样件固定杆和法向载荷促动器。 4.根据权利要求3所述的一种法 向载荷微动磨蚀研究装置， 其特征在于， 所述连接件的 外壁设置有用于实现与连接安装部之 间密封的多级密封套件， 且沿所述连接件的长度方向 设置。 5.根据权利要求1所述的一种法 向载荷微动磨蚀研究装置， 其特征在于， 所述熔融罐体 和所述实验罐体的顶端均设置有与其内部连通的排气管路。 6.根据权利要求1所述的一种法 向载荷微动磨蚀研究装置， 其特征在于， 所述熔融罐体 和所述实验罐体均设置有 若干用于加热其内部的加热棒。 7.根据权利要求1所述的一种法 向载荷微动磨蚀研究装置， 其特征在于， 所述实验罐体 还设置有与其内部连通的引压管， 并设置有控制阀门。 8.根据权利要求6所述的一种法 向载荷微动磨蚀研究装置， 其特征在于， 若干所述加热 棒分别位于所述熔融罐体和所述 实验罐体的侧壁和底端， 并分别沿所述熔融罐体的侧壁和 所述实验罐体的底端均匀分布。 9.根据权利要求1所述的一种法 向载荷微动磨蚀研究装置， 其特征在于， 所述实验工质 为铅铋合金 熔液。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115508238 A 2一种法向载荷微动磨蚀研究装 置 技术领域 [0001]本发明涉及微动磨蚀研究装置技术领域， 具体而言， 涉及一种法向载荷微动磨蚀 研究装置 。 背景技术 [0002] [0003]为顺应核能系统经济性、 安全性和持续性的发展 目标， 第四代核能系统国际论坛 选定铅基冷堆等六种最具发展潜力的堆型组成第四代反应堆系统。 铅冷快堆(Lead ‑ CooledFastReactorSystem， LF R)是采用铅或低熔点 铅铋合金(Lea dBismuthEutectic,LBE) 冷却的快中子堆； 考虑到铅铋合金具有良好的热物理性质以及较为成熟 的技术基础， 中科 院ADS专项第一阶段铅基研 究反应堆CLEAR ‑I选择铅铋合金作为冷却剂， 开展了中子学、 热 工水力学、 安全性 等一系列研究。 [0004]不同于传统压水堆堆芯中燃料棒采用格架定位， CLEAR ‑I堆芯组件参考方案采用 快堆普遍采用的六边形组件， 棒束结构采用三角形排列并用金属绕丝螺旋缠绕在燃料棒 上。 绕丝结构将带来强烈的横向流， 有利于 冷却剂在各子通道间的混合， 致使通道内流体流 动较为均匀， 有效增强流动换 热能力， 降低包壳峰值温度。 [0005]而在反应堆实际运行过程中， 冷却剂不断冲刷燃料组件， 燃料棒受其扰动而发生 微幅振动， 即为流致振动现象。 而这种微幅振动又会导致结构 部件间发生微幅的摩擦、 冲击 等相互作用， 从而对 材料造成损伤， 这便是微动 磨损； 微动 磨损现象往往是伴随流致振动现 象出现的， 其导致的事故案例也有很多， 例如： 加拿大道格拉斯角、 意大利特里诺蒸汽发生 器管破损事故； 日本文殊实验堆钠蒸汽泄 露事故； 2021年台山核电站燃料棒破损事故等。 [0006]综上所述， 有必要针对铅铋环境下绕丝定位燃料棒及组件开展微动磨蚀特性研 究； 由此如何设计一种法向载荷微动磨蚀研究装置是我们目前迫切需要解决的。 发明内容 [0007]本发明的目的在于提供一种法向载荷微动磨蚀研究装置， 其能够明晰微动磨蚀机 制， 理清微动磨蚀与流致振动耦合关系， 确定关键影响因素， 进而构建微动磨蚀预测模型， 从而为燃料组件安全分析与设计提供参 考。 [0008]本发明的实施例是这样实现的： [0009]本申请实施例提供了一种法向载荷微动磨蚀研究装置， 其包括相互连接的熔融罐 体和实验 罐体， 其内部 分别形成熔融腔和实验腔； 所述 实验罐体位于所述熔融罐体的上方， 并分别通过输送管路和连接管路将熔融腔和实验腔连通， 且所述连接管路设置有控制器通 断的阀门； 所述 实验罐体内设样件夹具组件， 所述熔融腔内还填充有实验工质， 并向熔融罐 体中通入高压气体时， 能够将实验工质由输送管路导入实验罐体内。 [0010]在本发明的一些实施例中， 上述所述样件夹具组件包括对称设置在所述实验罐体 两侧并伸入熔融腔 内的连接安装部； 所述连接安装部包括连接部和固定法兰， 且连接部和说　明　书 1/5 页 3 CN 115508238 A 3