[發明專利]適用于高溫液態金屬介質中的疲勞應變測量裝置及系統

在審

• 申請號: 201710060210.3
• 申請日: 2017-01-24
• 公開（公告）號: CN106769530A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 龔星;劉彤;李銳;劉洋;任啟森;薛佳祥;李雷;黃恒;嚴俊
• 申請（專利權）人: 中廣核研究院有限公司;中國廣核集團有限公司;中國廣核電力股份有限公司
• 主分類號: G01N3/18
• 分類號: G01N3/18
• 代理公司: 深圳市瑞方達知識產權事務所(普通合伙)44314
• 代理人: 林儉良,王少虹

技術領域

本發明涉及疲勞測試領域，尤其涉及一種適用于高溫液態金屬介質中的疲勞應變測量裝置及系統。

背景技術

隨著我國不斷深化核電發展戰略，在可預見的未來，我國核電站每年產生的放射性核廢料數量也將迅速增加，因而核廢料的有效處理也將是我國核電可持續發展過程中必須解決的重要科學與工程問題。

加速器驅動核嬗變技術是目前世界上公認的核廢料處理最有效的技術途徑之一。該類型反應堆采用液態鉛鉍合金做冷卻劑。結構材料與液態鉛鉍冷卻劑之間的相容性是反應堆安全運行的重要前提。其中，結構材料在鉛鉍冷卻劑介質中的低周疲勞性能是相容性評價的重要對象。

高能質子束能量波動和冷卻劑溫度起伏等因素均可在相關反應堆結構件中形成周期熱應力，并與液態鉛鉍介質耦合造成環境促進疲勞損傷與開裂問題。特別地，液態金屬脆化是結構材料在液態金屬冷卻劑介質中的一種重要性能退化現象，可大大降低結構材料的低周疲勞壽命。因而，液態鉛鉍冷卻劑對結構材料低周疲勞性能的影響是液態鉛鉍冷卻反應堆安全設計不可或缺的重要考量。

通常，低周疲勞測試采用應變控制，因而需要精確測量試樣的變形量。但是，液態鉛鉍是一種高溫、腐蝕性、可導電且不透明的重金屬介質，這些特性使傳統常用的應變測量技術，比如電阻應變片式引伸計，無法得到有效應用。為了給鉛鉍冷卻反應堆的結構材料選型和安全設計，提供可靠的低周疲勞數據，開發新的應變測量技術是非常有必要的。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，提供一種結構簡單、可簡化測量過程的適用于高溫液態金屬介質中的疲勞應變測量裝置及系統。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：本發明提供一種疲勞應變測量裝置，可適用于在高溫液態金屬介質中對測試樣進行測量，所述疲勞應變測量裝置包括分開固定連接在所述測試樣的標距之間的第一橫梁支架和第二橫梁支架，在所述第一橫梁支架上固定安裝的安裝架，固定安裝在所述安裝架上的位移傳感器，以及一端與所述位移傳感器連接、另一端與所述第二橫梁支架固定連接的延伸桿；

所述第一橫梁支架和第二橫梁支架在所述測試樣長度方向的距離與所述測試樣的標距距離基本相等。

優選的，所述測試樣、第一橫梁支架和第二橫梁支架浸沒在高溫液態金屬介質中；并且，所述位移傳感器由所述安裝架支撐位于所述高溫液態金屬介質外。

優選的，所述第一橫梁支架與所述測試樣之間、所述第二橫梁支架與所述測試樣之間分別設有第一固定連接結構和第二固定連接結構。

優選的，所述第一固定連接結構包括在所述測試樣上設置的第一環形凸起、第一開合件、以及將所述第一開合件可開合固定于所述第一橫梁支架端部的第一鎖緊機構；所述第一開合件與所述第一橫梁支架端部設有供所述測試樣通過的第一開孔，所述第一開孔的側壁設有與所述第一環形凸起配合的第一環形槽；

所述第二固定連接結構包括在所述測試樣上設置的第二環形凸起、第二開合件、以及將所述第二開合件可開合固定于所述第二橫梁支架端部的第二鎖緊機構；所述第二開合件與所述第二橫梁支架端部設有供所述測試樣通過的第二開孔，所述第二開孔的側壁設有與所述第二環形凸起配合的第二環形槽。

優選的，所述安裝架的第一端與所述第一橫梁支架固定連接，所述位移傳感器安裝在所述安裝架的第二端；所述安裝架的第一端浸沒在高溫液態金屬介質中，所述安裝架的第二端遠離所述高溫液態金屬介質。

優選的，所述安裝架為中空不銹鋼支撐管；所述位移傳感器插入安裝在所述支撐管的第二端；

所述第一橫梁支架與所述支撐管的第一端對應的位置開設有穿孔；所述延伸桿自所述穿孔插入所述支撐管內，并連接至所述位移傳感器。

優選的，所述位移傳感器通過緊固螺釘可調固定安裝在所述支撐管中。

優選的，所述延伸桿的另一端通過微調螺桿固定安裝在所述第二橫梁支架上。

優選的，所述位移傳感器的外圍還設有用于降低所述位移傳感器所處環境溫度的冷卻箱。

本發明還提供一種適用于高溫液態金屬介質中的疲勞應變測量系統，包括測試樣、分別固定連接所述測試樣兩端的第一夾具和第二夾具、帶動所述第一夾具和第二夾具沿所述測試樣長度方向相對移動的驅動裝置、以及與所述測試樣連接的疲勞應變測量裝置；

疲勞應變測量裝置包括分開固定連接在所述測試樣第一橫梁支架和第二橫梁支架，在所述第一橫梁支架上固定安裝的安裝架，固定安裝在所述安裝架上的位移傳感器，以及一端與所述位移傳感器連接、另一端與所述第二橫梁支架固定連接的延伸桿；