CN112768098B - 一种研究快堆堆芯出口射流冲击特性的实验装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种研究快堆堆芯出口射流冲击特性的实验系统及方法，该系统包括由储水箱、柱塞泵、过滤器、预热器、射流冲击腔室、回热器、冷凝器、阀门、流量计和连接这些装置的管道组成的射流冲击主回路，由冷却塔、冷却泵、调节阀、流量计组成的冷却回路，由去离子水机、补水箱、柱塞泵组成的补水回路；储水箱中的水经柱塞泵流至回热器，经回热器初步加热后，分成三条支路流向射流冲击容器，不同支路中截止阀的开度和预热器的加热功率不同，从而达到不同温度和流量条件下的支流，最后进入射流冲击腔室，冷热流体相互搅混，之后流经回热器和冷凝器最后再回到储水箱，形成闭式循环。本发明能够实现较大范围温差和流量工况下的射流冲击实验。

Description

一种研究快堆堆芯出口射流冲击特性的实验装置及方法

技术领域

本发明属于快堆堆芯技术领域，具体涉及到一种研究快堆堆芯出口射流冲击特性的实验装置及实验方法。

背景技术

快堆采用液态液态金属作为冷却剂，具有良好的经济性和固有安全性。快堆堆芯组件大多采用盒式设计，是典型的闭式燃料组件设计形式，冷却剂从不同组件(如燃料组件、控制棒组件和增殖区组件)流出时温度是不同的，出口区域流动状态及其复杂。冷热流体以射流形式再堆芯出口相互混合，不充分的混合导致冷却剂的温度脉动，冷却剂的温度脉动会通过热传导和热对流的方式传递到临近固体结构的表面，使固体结构的表面发生温度振荡并传递到固体内部，温度脉动临近处的结构件受到周期性热应力，长时间可能导致结构的热疲劳破坏。此外，由于液态合金热导率高，相比于压水堆更容易引起构件的热疲劳和结构完整性破坏，威胁反应堆结构安全。因此，快堆堆芯出口区域不同温度的冷却剂射流冲击过程是快堆结构中必须要考虑的重要热工水力现象，也是国际上快堆研究的重点。

国内外学者多采用简化后的几何结构来研究射流冲击搅混过程中的温度波动情况，主要包括平行两喷嘴射流、平行三喷嘴射流和同轴射流模型。例如Wakamatsu等人设计了平行两射流模型，热流体和冷流体通过两个矩形喷嘴被注入到混合腔中，混合腔中距离喷嘴固定位置处放置了一块结构板，通过实验得到了流体的温度波动情况，以及流体流向固体表面的温度波动衰减率；再如，Tokuhiro等人开展了一个平行三喷嘴射流冲击实验，通过中间喷嘴的流体为低温流体，通过两边喷嘴的流体为热流体，三个喷嘴的流动速度也不相同，实验得到了不同温差流体再三喷嘴射流冲击过程中的温度波动情况。

实际上国内外还有许多针对不同温度流体射流搅混现象的实验研究工作，但均以简单通道的射流冲击过程为研究对象，与实际快堆的堆芯出口结构差别较大，且没有考虑冷却剂射流冲击对堆芯上腔室中心测量柱的冲击影响。此外，由于液态金属的透光性较差，且对实验回路的要求极高，所以采用另一种工质代替液态金属进行实验是一种较好的选择。因此，需要针对实际的快堆堆芯出口结构，基于相似准则和模化理论设计相应的缩比实验台架。

发明内容

本发明的目的是针对上述实验装置不能够满足核工程领域对堆芯出口射流冲击的研究需求，提供了一种研究快堆堆芯出口射流冲击特性的实验系统及实验方法。已有学者通过实验得到了水或空气代替液态金属的相似标准，因此本实验系统同样采用去离子水代替液态金属开展射流冲击实验。本发明系统能够实现较大范围温差工况下的射流冲击实验，同时又能灵活调整三条支路上的流量，提高了系统的热利用率，同时能够精确地获得大量的流量、温度、速度等实验参数，从而能够对射流冲击现象进行深入研究。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种研究快堆堆芯出口射流冲击特性的实验系统，包括由射流冲击腔室1、回热器3、连接射流冲击腔室1入口与回热器3管侧出口的的三条支路管道，连接射流冲击腔室1出口与回热器3壳侧入口的管道，冷凝器4、连接回热器3壳侧出口与冷凝器4壳侧入口的管道，储水箱5、连接储水箱5入口与冷凝器4壳侧出口的回水管道，安装在回水管道上的调节返回储水箱5中去离子水流量第四截止阀23，连接储水箱5出口和回热器3管侧入口的主管道，安装在主管道上的过滤器6和第一调节阀7和第一柱塞泵8组成试验系统的射流冲击主回路，其中射流冲击腔室1模拟快堆堆芯；由冷凝器4、连接到冷凝器4管侧入口的冷却泵201、第五调节阀202，连接到冷凝器4管侧出口的第四流量计203、冷却塔204组成的冷却回路；由自然来水、去离子水机301、补水箱302、第二柱塞泵303组成的补水回路；

连接回热器3管侧出口与射流冲击腔室1入口的第一支路管道上依次安装有第一截止阀9、第一流量计12、第一预热器15和第一温度计18，第一截止阀9用来调节第一支路中的去离子水流量，通过第一流量计12测量第一支路中的去离子水流量，第一预热器15用来加热第一支路中的去离子水，通过第一温度计18测量第一支路中的去离子水温度；

连接回热器3管侧出口与射流冲击腔室1入口的第二支路管道上依次安装有第二截止阀10、第二流量计13、第二预热器16和第二温度计19，第二截止阀10用来调节第二支路中的去离子水流量，通过第二流量计13测量第二支路中的去离子水流量，第二预热器16用来加热第二支路中的去离子水，通过第二温度计19测量第二支路中的去离子水的温度；

连接回热器3管侧出口与射流冲击腔室1入口的第三支路管道上依次安装有第三截止阀11、第三流量计14、第三预热器17和第三温度计20，第三截止阀11用来调节第三支路中的去离子水流量，通过第三流量计13测量第三支路中的去离子水流量，第三预热器16用来加热第三支路中的去离子水，通过第三温度计19测量第三支路中的去离子水的温度；

在射流冲击主回路上，回热器3上下游分支分别通过管道与第二调节阀21两端相连构成一个旁通回路，该旁通回路协助调节回热器3中去离子水的流量；

在射流冲击主回路上，冷凝器4上下游分支分别通过管道与第三调节阀22两端相连构成一个旁通回路，该旁通回路协助调节冷凝器4中去离子水的流量；

在射流冲击主回路上，储水箱5上下游分别通过管道与第四调节阀24两端相连构成一个旁通回路，该旁通回路协助调节射流冲击主回路中去离子水的流量；

储水箱5上游管道上安装有球阀25，用来作为排污口，实验进行一段时间后，通过此球阀25对实验工质进行排放；

信号处理器2连接射流冲击腔室1内的数据测量系统，信号处理器2包括温度测量系统和粒子图像测速法系统PIV，用于实验数据的采集和处理；

依次连接在储水箱5出口与回热器3管侧入口管道上的过滤器6、和第一调节阀7、第一柱塞泵8，它们的作用分别是过滤柱塞泵入口流体、调节柱塞泵入口流量、驱动流体在管道内的流动。

所述射流冲击腔室1壁面为圆柱形筒体105，圆柱形筒体105顶部中心安装有实心圆柱体101，实心圆柱体壁面不同高度安装有高温应变仪102，用来测量不同温度去离子水射流冲击对实心圆柱体壁面造成的热冲击，流体通过圆柱形筒体105顶部的环形流道流出，收集后通过管道连接到回热器3壳侧入口；射流冲击腔室1中布置有热电偶布置架103，热电偶布置架103不同高度布置有若干耐高温热电偶104，用来测量射流冲击腔室1内温度场；射流冲击三喷口106焊接在射流冲击腔室1的底部且插入射流冲击腔室1内预设高度，与回热器3的管侧出口通过三条支路相连接，不同温度、不同流量的去离子水通过射流冲击三喷口106进入射流冲击腔室1发生射流冲击搅混现象。

所述射流冲击腔室1的圆柱形筒体105外部包覆一层保温层，圆柱形筒体105直径为580mm，高度为800mm；圆柱形筒体105顶部中心安装有一个直径为180mm的实心圆柱体101，实心圆柱体101的材料为不锈钢。

所述热电偶布置架103沿高度方向上共六层，其中三层位于实体圆柱体101区域，每层沿周向均匀布置六个耐高温热电偶104，另外三层位于射流冲击三喷口106和实心圆柱体101之间的区域，每层沿周向和径向均匀布置十三个耐高温热电偶104。

所述高温应变仪102在实心圆柱体101壁面沿高度方向上共两层，每层沿周向均匀布置四个高温应变仪102。

所述射流冲击三喷口106均为六边形套管形式，套管的厚度为4mm,套管内六边形的边长为54mm，三喷口位置分布呈三角形，不同喷口间的中心距离为62mm。

所述的一种研究快堆堆芯出口射流冲击特性的实验装置的实验方法，实验中，自然给水通过去离子水机301后变成去离子水，去离子水接着到达补水箱302，再通过第二柱塞泵303补充到储水箱5；去离子水从储水箱5流出后分成两路，一路通过第四调节阀24所在的管路返回储水箱5，达到调节系统流量和压力的目的；大部分去离子水进入射流冲击主回路，依次通过过滤器6、第一调节阀7、第一柱塞泵8到达回热器3的管侧入口，去离子水在回热器3中吸收从射流冲击腔室1流出的高温去离子水的热量，其温度得到初步提升；初步升温后的去离子水分成三条相互并联支路通向射流冲击腔室1的底部，在每条支路上，根据需要通过第一截止阀9、第二截止阀10、第三截止阀11调节每条支路的去离子水流量，去离子水分别经过第一流量计12、第二流量计13、第三流量计14后进入第一预热器15、第二预热器16、第三预热器17，通过调节预热器的加热棒电功率，去离子水能够被加热到不同的温度，具体温度数值分别由第一温度计18、第二温度计19、第三温度计20测得；不同温度和流量条件下的去离子水通过射流冲击三喷口106进入射流冲击腔室1，在射流冲击腔室1内部发生剧烈的搅混，向上流动冲击实心圆柱体101；从射流冲击腔室1流出的去离子水流经回热器3、冷凝器4后得到冷却，最后返回储水箱5中，形成闭式循环；第二调节阀21、第三调节阀22通过管道分别并联到回热器3、冷凝器4的两端，形成旁通回路，射流冲击主回路中的少部分去离子水会通过这些旁通回路，达到调节回热器3、冷凝器4中去离子水流量的目的；

冷凝回路中的水通过冷却泵201、第五调节阀202送往冷凝器4管侧入口，在冷凝器中与射流冲击主回路中的高温去离子水发生热量交换，升温后流经第四流量计203，最后达到冷却塔204得到冷却。

和现有技术相比，本发明具备以下优点：

1、射流冲击腔室内射流冲击三喷口的设计参考快堆堆芯组件的实际结构，且三喷嘴插入射流冲击腔室一定高度，保证了实验工质射流冲击过程不受射流冲击腔室底部结构的影响。

2、三条支路上分别设置的截止阀和预热器，能够灵活控制各个支路上的流量和温度，从而保证大范围入口温差和入口流量工况下实验的开展。

3、回热器的设计提高了系统的热利用率。

4、射流冲击腔室内的温度测点布置在热电偶布置架上，测点布置更加灵活，且后期可在热电偶布置架上安装模拟控制棒导管等实验装置。

5、试验系统采用粒子图像测速技术，可精确测得射流冲击腔室内的流动数据，精度和可视化程度都很高。

附图说明

图1为实验的系统图。

图2为射流冲击腔室内结构及测点布置主视图。

图3为射流冲击腔室内结构及测点布置A-A截面俯视图。

图4为射流冲击腔室内结构及测点布置B-B截面俯视图。

图5为射流冲击腔室内结构及测点布置C-C截面俯视图。

1.射流冲击腔室；2.信号处理器；3.回热器；4.冷凝器；5.储水箱；6.过滤器；7.第一调节阀；8.第一柱塞泵；9.第一截止阀；10.第二截止阀；11.第三截止阀；12.第一流量计；13.第二流量计；14.第三流量计；15.第一预热器；16.第二预热器；17.第三预热器；18.第一温度计；19.第二温度计；20.第三温度计；21.第二调节阀；22.第三调节阀；23.第四截止阀；24.第四调节阀；25.球阀；201.冷却泵；202.第五调节阀；203.第四流量计；204.冷却塔；301.去离子水机；302.补水箱；303.第二柱塞泵；101.实心圆柱体；102.高温应变仪；103.热电偶布置架；104.耐高温热电偶；105.圆柱形筒体；106.射流冲击三喷口。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，一种研究快堆堆芯出口射流冲击特性的实验系统，包括由射流冲击腔室1、回热器3、连接射流冲击腔室1入口与回热器3管侧出口的的三条支路管道，连接射流冲击腔室1出口与回热器3壳侧入口的管道，冷凝器4、连接回热器3壳侧出口与冷凝器4壳侧入口的管道，储水箱5、连接储水箱5出口和回热器3管侧入口的主管道，安装在主管道上的过滤器6和第一调节阀7和第一柱塞泵8组成试验系统的射流冲击主回路，其中射流冲击腔室1模拟铅铋快堆堆芯；由冷凝器4、连接到冷凝器4管侧入口的冷却泵201、第五调节阀202，连接到冷凝器4管侧出口的第四流量计203、冷却塔204组成的冷却回路；由自然来水、去离子水机301、补水箱302、第二柱塞泵303组成的补水回路；

连接回热器3管侧出口与射流冲击腔室1入口的第一支路管道上依次安装有第一截止阀9、第一流量计12、第一预热器15、第一温度计18，第一截止阀9用来调节第一支路中的去离子水流量，通过第一流量计12可测量第一支路中的去离子水流量，第一预热器15用来加热第一支路中的去离子水，通过第一温度计18可测量得到第一支路中的去离子水温度；

连接回热器3管侧出口与射流冲击腔室1入口的第二支路管道上依次安装有第二截止阀10、第二流量计13、第二预热器16、第二温度计19，第二截止阀10用来调节第二支路中的去离子水流量，通过第二流量计13可测量第二支路中的去离子水流量，第二预热器16用来加热第二支路中的去离子水，通过第二温度计19可测量第二支路中的去离子水的温度；

连接回热器3管侧出口与射流冲击腔室1入口的第三支路管道上依次安装有第三截止阀11、第三流量计14、第三预热器17、第三温度计20，第三截止阀11用来调节第三支路中的去离子水流量，通过第三流量计13可测量第三支路中的去离子水流量，第三预热器16用来加热第三支路中的去离子水，通过第三温度计19可测量第三支路中的去离子水的温度；

在射流冲击主回路上，回热器3上下游分支分别通过管道与第二调节阀21两端相连构成一个旁通回路，该旁通回路协助调节回热器3中去离子水的流量；

在射流冲击主回路上，冷凝器4上下游分支分别通过管道与第三调节阀22两端相连构成一个旁通回路，该旁通回路协助调节冷凝器4中去离子水的流量；

在射流冲击主回路上，储水箱5上下游分别通过管道与第四调节阀24两端相连构成一个旁通回路，该旁通回路协助调节射流冲击主回路中去离子水的流量；

储水箱5上游管道上安装有球阀25，用来作为排污口，实验进行一段时间后，可以通过此球阀25对实验工质进行排放；

信号处理器2连接射流冲击腔室1内的数据测量系统，信号处理器2包括温度测量系统和粒子图像测速法系统PIV，用于实验数据的采集和处理；

依次连接在储水箱5出口与回热器3管侧入口管道上的过滤器6、和第一调节阀7、第一柱塞泵8，它们的作用分别是过滤柱塞泵入口流体、调节柱塞泵入口流量、驱动流体在管道内的流动；

如图2所示，所述射流冲击腔室1的圆柱形筒体105外部包覆一层厚厚的保温层，圆柱形筒体直径为580mm，高度为800mm；圆柱形筒体105顶部中心安装有一个直径为180mm的实心圆柱体101，实心圆柱体101的材料为不锈钢，实心圆柱体壁面不同高度安装有高温应变仪102，用来测量不同温度去离子水射流冲击对实心圆柱体壁面造成的热冲击，流体通过圆柱形筒体105顶部的环形流道流出，收集后通过管道连接到回热器3壳侧入口；射流冲击腔室1中布置有热电偶布置架103，热电偶布置架103不同高度布置有若干耐高温热电偶104，用来测量射流冲击腔室1内温度场；射流冲击三喷口106焊接在射流冲击腔室1的底部，与回热器3的管侧出口通过三支路相连接，不同温度、不同流量的去离子水通过射流冲击三喷口106进入射流冲击腔室1发生射流冲击搅混现象。

作为本发明的优选实施方式，所述热电偶布置架103沿高度方向上共六层，其中三层位于实体圆柱体101区域，每层沿周向均匀布置六个耐高温热电偶104，如图3所示，另外三层位于射流冲击三喷口106和实心圆柱体101之间的区域，每层沿周向和径向均匀布置十三个耐高温热电偶104，如图4所示。

如图2所示，所述高温应变仪102在实心圆柱体101壁面沿高度方向上共两层，每层沿周向均匀布置四个高温应变仪102，如图3所示。

如图5所示，所述射流冲击三喷口106均为六边形套管形式，套管的厚度为4mm,套管内六边形的边长为54mm，三喷口位置分布呈三角形，不同喷口间的中心距离为62mm。

如图1所述，本发明所述的一种研究快堆堆芯出口射流冲击特性的实验装置的实验方法，实验中，自然给水通过去离子水机301后变成去离子水，去离子水接着到达补水箱302，再通过第二柱塞泵303补充到储水箱5。去离子水从储水箱5流出后分成两路，一路通过第四调节阀24所在的管路返回储水箱5，达到调节系统流量和压力的目的；大部分去离子水进入射流冲击主回路，依次通过过滤器6、第一调节阀7、第一柱塞泵8到达回热器3的管侧入口，去离子水在回热器3中吸收从射流冲击腔室1流出的高温去离子水的热量，其温度得到初步提升。初步升温后的去离子水分成三条相互并联支路通向射流冲击腔室1的底部，在每条支路上，可根据需要通过第一截止阀9、第二截止阀10、第三截止阀11调节每条支路的去离子水流量，去离子水分别经过第一流量计12、第二流量计13、第三流量计14后进入第一预热器15、第二预热器16、第三预热器17，通过调节预热器的加热棒电功率，去离子水可以被加热到不同的温度，具体温度数值分别由第一温度计18、第二温度计19、第三温度计20测得。不同温度和流量条件下的去离子水通过射流冲击三喷口106进入射流冲击腔室1，在射流冲击腔室1内部发生剧烈的搅混，向上流动冲击实心圆柱体101。从射流冲击腔室1流出的去离子水流经回热器3、冷凝器4后得到冷却，最后返回储水箱5中，形成闭式循环。第二调节阀21、第三调节阀22通过管道分别并联到回热器3、冷凝器4的两端，形成旁通回路，射流冲击主回路中的少部分去离子水会通过这些旁通回路，达到调节回热器3、冷凝器4中去离子水流量的目的。

冷凝回路中的水通过冷却泵201、第五调节阀202送往冷凝器4管侧入口，在冷凝器中与射流冲击主回路中的高温去离子水发生热量交换，升温后流经第四流量计203，最后达到冷却塔204得到冷却。

以上内容仅用来说明本发明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本技术领域中的普通技术人员来说，只要在本发明的实质精神范围之内，对以上所述实施例的变化和变型都应当视为在本发明的权利要求书范围内。

Claims (6)

1.一种研究快堆堆芯出口射流冲击特性的实验装置，其特征在于：包括由射流冲击腔室(1)、回热器(3)、连接射流冲击腔室(1)入口与回热器(3)管侧出口的的三条支路管道，连接射流冲击腔室(1)出口与回热器(3)壳侧入口的管道，冷凝器(4)、连接回热器(3)壳侧出口与冷凝器(4)壳侧入口的管道，储水箱(5)、连接储水箱(5)入口与冷凝器(4)壳侧出口的回水管道，安装在回水管道上的调节返回储水箱(5)中去离子水流量第四截止阀(23)，连接储水箱(5)出口和回热器(3)管侧入口的主管道，安装在主管道上的过滤器(6)和第一调节阀(7)和第一柱塞泵(8)组成试验系统的射流冲击主回路，其中射流冲击腔室(1)模拟快堆堆芯；由冷凝器(4)、连接到冷凝器(4)管侧入口的冷却泵(201)、第五调节阀(202)，连接到冷凝器(4)管侧出口的第四流量计(203)、冷却塔(204)组成的冷却回路；由自然来水、去离子水机(301)、补水箱(302)、第二柱塞泵(303)组成的补水回路；

连接回热器(3)管侧出口与射流冲击腔室(1)入口的第一支路管道上依次安装有第一截止阀(9)、第一流量计(12)、第一预热器(15)和第一温度计(18)，第一截止阀(9)用来调节第一支路中的去离子水流量，通过第一流量计(12)测量第一支路中的去离子水流量，第一预热器(15)用来加热第一支路中的去离子水，通过第一温度计(18)测量第一支路中的去离子水温度；

连接回热器(3)管侧出口与射流冲击腔室(1)入口的第二支路管道上依次安装有第二截止阀(10)、第二流量计(13)、第二预热器(16)和第二温度计(19)，第二截止阀(10)用来调节第二支路中的去离子水流量，通过第二流量计(13)测量第二支路中的去离子水流量，第二预热器(16)用来加热第二支路中的去离子水，通过第二温度计(19)测量第二支路中的去离子水的温度；

连接回热器(3)管侧出口与射流冲击腔室(1)入口的第三支路管道上依次安装有第三截止阀(11)、第三流量计(14)、第三预热器(17)和第三温度计(20)，第三截止阀(11)用来调节第三支路中的去离子水流量，通过第三流量计(14)测量第三支路中的去离子水流量，第三预热器(17)用来加热第三支路中的去离子水，通过第三温度计(20)测量第三支路中的去离子水的温度；

在射流冲击主回路上，回热器(3)上下游分支分别通过管道与第二调节阀(21)两端相连构成一个旁通回路，该旁通回路协助调节回热器(3)中去离子水的流量；

在射流冲击主回路上，冷凝器(4)上下游分支分别通过管道与第三调节阀(22)两端相连构成一个旁通回路，该旁通回路协助调节冷凝器(4)中去离子水的流量；

在射流冲击主回路上，储水箱(5)上下游分别通过管道与第四调节阀(24)两端相连构成一个旁通回路，该旁通回路协助调节射流冲击主回路中去离子水的流量；

储水箱(5)上游管道上安装有球阀(25)，用来作为排污口，实验进行一段时间后，通过此球阀(25)对实验工质进行排放；

信号处理器(2)连接射流冲击腔室(1)内的数据测量系统，信号处理器(2)包括温度测量系统和粒子图像测速法系统PIV，用于实验数据的采集和处理；

依次连接在储水箱(5)出口与回热器(3)管侧入口管道上的过滤器(6)、和第一调节阀(7)、第一柱塞泵(8)，它们的作用分别是过滤柱塞泵入口流体、调节柱塞泵入口流量、驱动流体在管道内的流动；

所述射流冲击腔室(1)壁面为圆柱形筒体(105)，圆柱形筒体(105)顶部中心安装有实心圆柱体(101)，实心圆柱体壁面不同高度安装有高温应变仪(102)，用来测量不同温度去离子水射流冲击对实心圆柱体壁面造成的热冲击，流体通过圆柱形筒体(105)顶部的环形流道流出，收集后通过管道连接到回热器(3)壳侧入口；射流冲击腔室(1)中布置有热电偶布置架(103)，热电偶布置架(103)不同高度布置有若干耐高温热电偶(104)，用来测量射流冲击腔室(1)内温度场；射流冲击三喷口(106)焊接在射流冲击腔室(1)的底部且插入射流冲击腔室(1)内预设高度，与回热器(3)的管侧出口通过三条支路相连接，不同温度、不同流量的去离子水通过射流冲击三喷口(106)进入射流冲击腔室(1)发生射流冲击搅混现象。

2.如权利要求1所述的一种研究快堆堆芯出口射流冲击特性的实验装置，其特征在于：所述射流冲击腔室(1)的圆柱形筒体(105)外部包覆一层保温层，圆柱形筒体(105)直径为580mm，高度为800mm；圆柱形筒体(105)顶部中心安装有一个直径为180mm的实心圆柱体(101)，实心圆柱体(101)的材料为不锈钢。

3.如权利要求1所述的一种研究快堆堆芯出口射流冲击特性的实验装置，其特征在于：所述热电偶布置架(103)沿高度方向上共六层，其中三层位于实心圆柱体(101)区域，每层沿周向均匀布置六个耐高温热电偶(104)，另外三层位于射流冲击三喷口(106)和实心圆柱体(101)之间的区域，每层沿周向和径向均匀布置十三个耐高温热电偶(104)。

4.如权利要求1所述的一种研究快堆堆芯出口射流冲击特性的实验装置，其特征在于：所述高温应变仪(102)在实心圆柱体(101)壁面沿高度方向上共两层，每层沿周向均匀布置四个高温应变仪(102)。

5.如权利要求1所述的一种研究快堆堆芯出口射流冲击特性的实验装置，其特征在于：所述射流冲击三喷口(106)均为六边形套管形式，套管的厚度为4mm,套管内六边形的边长为54mm，三喷口位置分布呈三角形，不同喷口间的中心距离为62mm。

6.权利要求1至5任一项所述的一种研究快堆堆芯出口射流冲击特性的实验装置的实验方法，其特征在于：实验中，自然给水通过去离子水机(301)后变成去离子水，去离子水接着到达补水箱(302)，再通过第二柱塞泵(303)补充到储水箱(5)；去离子水从储水箱(5)流出后分成两路，一路通过第四调节阀(24)所在的管路返回储水箱(5)，达到调节系统流量和压力的目的；大部分去离子水进入射流冲击主回路，依次通过过滤器(6)、第一调节阀(7)、第一柱塞泵(8)到达回热器(3)的管侧入口，去离子水在回热器(3)中吸收从射流冲击腔室(1)流出的高温去离子水的热量，其温度得到初步提升；初步升温后的去离子水分成三条相互并联支路通向射流冲击腔室(1)的底部，在每条支路上，根据需要通过第一截止阀(9)、第二截止阀(10)、第三截止阀(11)调节每条支路的去离子水流量，去离子水分别经过第一流量计(12)、第二流量计(13)、第三流量计(14)后进入第一预热器(15)、第二预热器(16)、第三预热器(17)，通过调节预热器的加热棒电功率，去离子水能够被加热到不同的温度，具体温度数值分别由第一温度计(18)、第二温度计(19)、第三温度计(20)测得；不同温度和流量条件下的去离子水通过射流冲击三喷口(106)进入射流冲击腔室(1)，在射流冲击腔室(1)内部发生剧烈的搅混，向上流动冲击实心圆柱体(101)；从射流冲击腔室(1)流出的去离子水流经回热器(3)、冷凝器(4)后得到冷却，最后返回储水箱(5)中，形成闭式循环；第二调节阀(21)、第三调节阀(22)通过管道分别并联到回热器(3)、冷凝器(4)的两端，形成旁通回路，射流冲击主回路中的少部分去离子水会通过这些旁通回路，达到调节回热器(3)、冷凝器(4)中去离子水流量的目的；

冷凝回路中的水通过冷却泵(201)、第五调节阀(202)送往冷凝器(4)管侧入口，在冷凝器中与射流冲击主回路中的高温去离子水发生热量交换，升温后流经第四流量计(203)，最后达到冷却塔(204)得到冷却。

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