[發明專利]一種犧牲混凝土熱傳遞規律測量方法

在審

• 申請號: 201510019116.4
• 申請日: 2015-01-14
• 公開（公告）號: CN104597074A
• 公開（公告）日: 2015-05-06
• 發明（設計）人: 褚洪巖;孫偉;蔣金洋
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G01N25/18
• 分類號: G01N25/18
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 沈振濤

技術領域

本發明涉及一種熱傳遞規律的測量方法，特別涉及一種犧牲混凝土熱傳遞規律的測量方法。

背景技術

犧牲混凝土是歐洲壓水反應堆(EPR)的重要組成部分，該種反應堆是世界第三代核電技術的代表，該技術的一個重大革新之處在于通過犧牲混凝土的作用，使核電站在嚴重核事故中對公共與環境安全性更高。當嚴重核事故發生時，犧牲混凝土和堆芯熔融物相互作用，氧化堆芯熔融物的高放射性成分，降低堆芯熔融物的溫度及減少安全殼內部壓力的增加，防止反應堆堆芯熔融物穿透底板而造成嚴重的核污染。犧牲混凝土和堆芯熔融物相互作用過程中，發生了復雜的熱傳遞過程，該過程包括熱傳導、熱對流和熱輻射。

犧牲混凝土熱傳遞規律是構建該種混凝土高溫下損傷失效模型的重要輸入參數，對于設計合理的犧牲混凝土層厚度保證反應堆底板不被融穿，具有指導意義；對于預防核災難的發生，具有明顯工程應用性。為了構建犧牲混凝土高溫下損傷失效模型、預防核災難發生和合理設計犧牲混凝土層厚度，就有必要研究犧牲混凝土熱傳遞規律。然而，目前還沒有文獻披露涉及犧牲混凝土熱傳遞規律的測量方法。

發明內容

發明目的：為了測量犧牲混凝土的熱傳遞規律，本發明的目的在于提供一種犧牲混凝土熱傳遞規律的測量方法。

技術方案：本發明提供的一種犧牲混凝土熱傳遞規律的測量方法，包括以下步驟：(1)犧牲混凝土試件的制作，所述犧牲混凝土試件包括底座(1)和圓環柱(2)；在試件底座(1)的中軸線上自上而下插入5～9個B型熱電偶，依次編號為熱電偶1至熱電偶9；對犧牲混凝土試件標準養護；

(2)將各熱電偶與多通道溫度測量儀連接；

(3)將熔融不銹鋼注入到犧牲混凝土試件中，同時打開多通道溫度測量儀；記錄不同時刻各熱電偶讀數：t₁時刻各個熱電偶讀數t₁₁、t₁₂…t_1n(n＝5～9)；依次記錄t₂時刻各個熱電偶讀數t₂₁、t₂₂…t_2n(n＝5～9)，t₃時刻各個熱電偶讀數t₃₁、t₃₂…t_3n(n＝5～9)，t_s時刻各個熱電偶讀數t_s1、t_s2…t_sn(n＝5～9，s＝1,2,3…)；

(4)根據同一時刻各熱電偶讀數、不同時刻各熱電偶讀數和熱電偶在犧牲混凝土中的位置，以熱電偶的位置為x軸，以熱電偶讀數為y軸，以不同時刻t為z軸建立三維直角坐標系，用MATLAB數學軟件畫出三者關系的函數圖形，即得到犧牲混凝土熱傳遞規律。

步驟(1)中，所述犧牲混凝土試件的高度H為60～80㎝、內徑d為30～50㎝、外徑D為60～80㎝、低厚W根據熱電偶的個數及位置設定。

步驟(1)中，相鄰熱電偶之間間隔距離為2～4㎝，優選3cm；最頂部的熱電偶距底座(1)的上底面距離為2～4㎝，最底部的熱電偶距底座(1)的下底面距離為3～5㎝。

步驟(1)中，標準養護條件為溫度20±2℃，濕度95％以上，養護時間為28天。

有益效果：本發明提供的犧牲混凝土熱傳遞規律的測量方法，測量儀器常規，操作簡單方便，能夠測量不同時間間隔情況下的犧牲混凝土熱傳遞規律，測量結果準確。該發明為構建犧牲混凝土高溫下損傷失效模型提供輸入參數，為設計合理的犧牲混凝土層厚度提供理論基礎，具有廣泛的工程應用前景和科研價值。

具體而言，本發明使用的儀器設備簡單，主要儀器設備為B型熱電偶和多通道溫度測量儀，二者均為工程科研中常用儀器設備；B型熱電偶可以測量0～1800℃的介質的溫度，在1300～1600℃可以長期使用，是高溫測量的最佳熱電偶，具有準確度高，穩定性好，測溫溫區寬，使用壽命長，測溫上限高，不需進行補償等優點；多通道溫度測量儀可以同時實時記錄多個測點溫度，具有直觀清晰，測溫精度高，穩定性好，功耗低，響應速度快，靈敏度高，抗干擾性強等優點；數據采集與處理方法簡單，可以用多通道溫度測量儀實時測量各個熱電偶溫度值，根據各個測量數據進行三者函數關系作圖，可以通過MATLAB數學軟件輕松實現。

附圖說明

圖1為本發明中犧牲混凝土試件主視圖以及熱電偶在試件中的位置示意圖；

圖2為實施例1中得到的犧牲混凝土熱傳遞規律函數圖形；