[發明專利]一種用于緩沖材料多場耦合試驗臺架裝置

有效

• 申請號: 201410831824.3
• 申請日: 2014-12-26
• 公開（公告）號: CN105784574B
• 公開（公告）日: 2019-02-01
• 發明（設計）人: 劉月妙;曹勝飛;謝敬禮;馬利科;高敏;宗自華;陳亮;趙星光
• 申請（專利權）人: 核工業北京地質研究院
• 主分類號: G01N17/00
• 分類號: G01N17/00
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 高尚梅

本發明屬于高放廢物地質處置緩沖/回填材料技術領域，具體涉及一種用于緩沖材料多場耦合試驗臺架裝置。本發明包括頂蓋、試驗腔體、底部小車、加熱系統、壓實緩沖材料、傳感器、進水管道、滲水板，底部小車上設有加熱系統，加熱系統上設有試驗腔體，試驗腔體內設有壓實緩沖材料，且試驗腔體內壁與壓實緩沖材料之間留有間隙；壓實緩沖材料內設有傳感器，試驗腔體上設有將傳感器的導線從其內部引出的頂蓋；滲水板嵌在頂蓋底部內，頂蓋開有與滲水板相通的進水管道。本發明裝置操作方便，能夠模擬高放廢物地質處置庫局部環境條件，保證緩沖材料多場耦合實驗臺架高效組裝和順利運行。

技術領域

本發明屬于高放廢物地質處置緩沖/回填材料技術領域，具體涉及一種用于緩沖材料多場耦合試驗臺架裝置。

背景技術

高放廢物是一種含有放射性強、核素半衰期長、毒性大、發熱量大的特殊廢物，需要與人類生活環境長期可靠的隔離。高放廢物的安全處置是關系到國土環境、公眾安全和核工業健康、可持續發展的重大問題，也是核工業活動必不可少的重要環節，必須對高放廢物的處置問題進行研究并加以妥善解決。現有技術中高放廢物地質處置可以采用多重屏障體系的方式進行處置，緩沖材料作為處置庫多重屏障體系中重要的組成部分，是填充在廢物罐和地質體之間的最后一道人工屏障，起著工程屏障、水力學屏障、化學屏障、傳導和散失放射性廢物衰變熱等重要作用，是地質處置庫安全運行的有效保障。

在高放廢物深地質處置庫中的長期運營過程中，由于高放廢物衰變釋放熱量、處置庫圍巖中的地下水向庫內遷移滲透、廢物罐核素向外遷移、地殼應力以及緩沖材料吸水膨脹所產生的力等共同作用，緩沖材料在熱量、地下水和地應力等作用下將產生非常復雜的“熱-水-力-化學”耦合現象。針對處置庫中的多場耦合問題，為了確保隔離屏障緩沖材料的長期安全性，必須對這個體系主要的現象進行科學的模擬試驗，而建造緩沖材料多場耦合大型試驗臺架進行模擬試驗和開展地下實驗室現場試驗，是探索模擬處置庫條件下緩沖材料的熱-水-力-化學耦合特性，建立緩沖材料長期性能評價方法的有效手段，可以直觀了解和掌握緩沖材料在長期多場耦合作用下的行為特征。

在緩沖材料多場耦合大型試驗臺架和地下實驗室現場試驗中，一般使用金屬加熱器代替廢物罐，模擬高放廢物的衰變熱；使用高壓水流模擬地下水滲流，使緩沖材料由外到內逐步飽和。由于大型試驗臺架和地下實驗室現場試驗結構系統復雜嚴密、試驗耗時長、邊界條件難以精確控制，且運行過程中不能輕易拆卸以免破壞多場耦合環境，使后期試驗難以長期進行。

發明內容

本發明針對現有技術中大型試驗臺架和地下實驗室現場試驗結構系統復雜嚴密、試驗耗時長、邊界條件難以精確控制，且運行過程中不能輕易拆卸以免破壞多場耦合環境，后期試驗難以長期進行的技術問題，提供一種緩沖材料多場耦合試驗臺架裝置，該裝置操作方便，能夠模擬在高放廢物地質處置庫局部環境條件下，保證緩沖材料多場耦合實驗臺架高效組裝和順利運行。

本發明采用了如下技術方案：

一種用于緩沖材料多場耦合試驗臺架裝置，該裝置包括頂蓋、試驗腔體、底部小車、加熱系統、壓實緩沖材料、傳感器、進水管道、滲水板，底部小車上設有加熱系統，加熱系統上設有試驗腔體，試驗腔體內設有壓實緩沖材料，且試驗腔體內壁與壓實緩沖材料之間留有間隙；壓實緩沖材料內設有傳感器，試驗腔體上設有將傳感器的導線從其內部引出的頂蓋；滲水板嵌在頂蓋底部內，頂蓋開有與滲水板相通的進水管道。

一種用于緩沖材料多場耦合試驗臺架裝置，所述的加熱系統頂部設有凹槽，試驗腔體的下部內層為聚四氟乙烯，聚四氟乙烯底部嵌在加熱系統凹槽內。

一種用于緩沖材料多場耦合試驗臺架裝置，所述的聚四氟乙烯和加熱系統的外層包裹不銹鋼桶。

一種用于緩沖材料多場耦合試驗臺架裝置，所述的不銹鋼桶的外層包裹保溫桶。

一種用于緩沖材料多場耦合試驗臺架裝置，所述的頂蓋沿周向均勻間隔若干個通孔，每個通孔內各嵌有一個用于引出傳感器導線的出線通道。