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研究堆内材料释热率测量装置研制

赵文斌 杨文华 聂良兵 斯俊平 徐斌 孙胜 童明炎

赵文斌, 杨文华, 聂良兵, 斯俊平, 徐斌, 孙胜, 童明炎. 研究堆内材料释热率测量装置研制[J]. 核动力工程, 2021, 42(4): 45-50. doi: 10.13832/j.jnpe.2021.04.0045
引用本文: 赵文斌, 杨文华, 聂良兵, 斯俊平, 徐斌, 孙胜, 童明炎. 研究堆内材料释热率测量装置研制[J]. 核动力工程, 2021, 42(4): 45-50. doi: 10.13832/j.jnpe.2021.04.0045
Zhao Wenbin, Yang Wenhua, Nie Liangbing, Si Junping, Xu Bin, Sun Sheng, Tong Mingyan. Development of Device for Measuring the Heat Generation Rate of Materials in Research Reactor[J]. Nuclear Power Engineering, 2021, 42(4): 45-50. doi: 10.13832/j.jnpe.2021.04.0045
Citation: Zhao Wenbin, Yang Wenhua, Nie Liangbing, Si Junping, Xu Bin, Sun Sheng, Tong Mingyan. Development of Device for Measuring the Heat Generation Rate of Materials in Research Reactor[J]. Nuclear Power Engineering, 2021, 42(4): 45-50. doi: 10.13832/j.jnpe.2021.04.0045

研究堆内材料释热率测量装置研制

doi: 10.13832/j.jnpe.2021.04.0045
详细信息
    作者简介:

    赵文斌(1990—),男,硕士研究生,现从事辐照技术研究,E-mail: zhaowb2018@163.com

  • 中图分类号: TL411

Development of Device for Measuring the Heat Generation Rate of Materials in Research Reactor

  • 摘要: 为了探究材料释热率在研究堆孔道内的轴向分布规律,以高通量工程试验堆(HFETR)G7孔道为例,设计一种材料释热率测量装置。通过数值模拟方法得到释热率测量装置及试验段在载荷作用下的应变分布云图,采用物理计算得到量热计校对桥和测量桥的温度参数,并利用本装置在G7孔道开展释热率测量试验。结果表明,该装置整体结构满足强度要求,试验段量热计之间需加装保护管;计算得出样品、校对桥和测量桥的温度低于材料熔点,装置满足热工要求;试验测得的释热率值随堆功率变化规律性强,且不同材料在不同能量等级的γ射线环境下,对γ的吸收性是有区别的。因此,本装置可以作为HFETR释热率测量工具,为确定不同材料在堆内释热率分布情况提供保障。

     

  • 图  1  量热计结构示意图

    a—测量桥热端顶端;b—校对桥热端顶端

    Figure  1.  Schematic Diagram of Calorimeter

    图  2  释热率测量装置结构示意图

    Figure  2.  Schematic Diagram of Measurement Device for Heat Generation Rate

    图  3  三桥式量热计结构示意图

    Figure  3.  Schematic Diagram of Three Bridge Dalorimeter

    图  4  试验段结构示意图

    Figure  4.  Schematic Size of Work Section

    图  5  释热率测量装置整体结构应变分布云图

    Figure  5.  Strain Distribution Contour of Overall Structure to Measurement Device for Heat Generation Rate

    图  6  量热计及管路的应变分布云图

    Figure  6.  Strain Distribution Contour of Calorimeter and Pipeline    

    图  7  量热计测量桥结构尺寸 mm

    Figure  7.  Schematic Diagram of Measuring Bridge for Calorimeter     

    图  8  试验系统流程图

    1—计算机;2—工控机;3—温度变送器;4—流量变送器;5—氦气瓶;6—氩气瓶;7—释热率测量装置

    Figure  8.  Flow Chart of Test System

    图  9  量热计测点温度柱状图

    Figure  9.  Histogram of Measuring Point Temperature of Calorimeter       

    图  10  材料释热率与堆功率的变化曲线

    Figure  10.  Graph of Material Heat Generation Rate and Reactor Power

    表  1  释热率测量装置设计参数

    Table  1.   Design Parameters of Measurement Device for Heat Generation Rate

    参数名称孔道样品材料孔道位置/mm功率/MW
    参数值G7锆合金、不锈钢450、75010~80
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    表  2  量热计热工分析 ℃

    Table  2.   Thermal Analysis of Calorimeter

    名称测点1温度测点2温度顶端温度
    校对桥(铝合金)179.6232.8236.7
    测量桥(锆合金)228.1329.7347.4
    测量桥(不锈钢)238.1349.8370.4
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-06-08
  • 修回日期:  2020-07-09
  • 刊出日期:  2021-08-15

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