[實用新型]一種燃料芯塊熔點測量裝置

有效

• 申請號: 201721807690.7
• 申請日: 2017-12-21
• 公開（公告）號: CN207611000U
• 公開（公告）日: 2018-07-13
• 發明（設計）人: 馬趙丹丹;孫茂州;黃華偉;劉彤;李銳;高思宇
• 申請（專利權）人: 廣東核電合營有限公司;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: G01N25/04
• 分類號: G01N25/04
• 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

本實用新型公開了一種燃料芯塊熔點測量裝置。該燃料芯塊熔點測量裝置包括：真空腔、設置在所述真空腔內盛放待測樣品的加熱容器、加熱所述待測樣品的加熱裝置、設置在所述加熱容器外圍的廢氣收集管道、設置在所述真空腔外與所述廢氣收集管道連接抽氣的抽氣裝置、以及監測所述待測樣品溫度的溫度感應裝置。本實用新型通過在真空腔內設置廢氣收集管道，可以及時的抽出待測樣品受熱所產生的廢氣、高溫揮發物等，從而可以保證有毒物質可以被有效處理，具有操作方便，可多次重復，適用范圍廣等優點。

技術領域

本實用新型涉及熔點測試領域，尤其涉及一種燃料芯塊熔點測量裝置。

背景技術

芯塊熔點是核燃料元件重要的考核指標，是性能分析必須的重要參數。目前，成熟的二代加以及三代水堆核電站，均采用UO₂芯塊，UO₂的性能得到了廣泛的研究，其熔點約2800℃。2011年3月11日，由地震疊加海嘯誘發的日本福島核事故導致了堆芯熔毀及放射性物質大范圍擴散的災難性后果。日本福島核事故后，全世界更加關注核安全，對核安全也提出了更高要求。為了降低現役和新建核電站嚴重事故發生的可能性，提高核電站預防和緩解嚴重事故的能力，世界核能界進行了廣泛而深入的討論。美國能源部首先從政府層面提出開展事故容錯燃料（ATF，Accident Tolerant Fuel）研究，以提高核燃料抵御嚴重事故的能力，并優先開發提升事故安全性能的核燃料和包殼。在ATF核燃料芯塊研發方面，目前主要集中在高密度、高熱導率燃料芯塊方向，包括：UN、U₃Si₂、FCM-UO₂（SiC陶瓷基體彌散TRISO燃料）、含添加劑的氧化物燃料（主要提高其熱導率）等。

熔點作為新型核燃料芯塊的重要檢測指標之一，其數據的準確性對反應堆運行安全有重要影響。核燃料芯塊熔點檢測，由于一直以來廣泛采用UO₂芯塊，其熔點得到廣泛的認可，目前國內沒有相關機構具備檢測核燃料熔點的能力；對于ATF核燃料芯塊，比如添加BeO的氧化物燃料，具有較強的毒性，且在高溫時揮發嚴重；ATF核燃料芯塊尚處于選型階段，研究方向較多，需要一種準確、安全、高效的分析手段。

目前現有的一種檢測方法是檢驗熔化狀態法。將樣品(例如UO₂)放到鎢坩堝內，焊接密封，然后將鎢柑鍋加熱到預先估計的各個不同溫度，保溫三分鐘，測量坩堝蓋上的黑體洞溫度。待坩堝冷卻后，用X光探傷儀逐一檢查其中樣品是否熔化。一系列加熱以后，在不熔化的最高溫度和熔化的最低溫度之間確定其熔點。該方法雖然測試結果較于精準，但過程復雜，成本高，不易多次操作。有些材料在高溫時揮發嚴重，如果采用上述方法，樣品直接放入發熱體內，高溫時的揮發物會大量沉積在觀察窗上，嚴重地影響測溫精度。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題在于，針對現有技術的測量過程復雜、成本高等缺陷，提供一種燃料芯塊熔點測量裝置。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：提供一種燃料芯塊熔點測量裝置，包括：真空腔、設置在所述真空腔內盛放待測樣品的加熱容器、加熱所述待測樣品的加熱裝置、設置在所述加熱容器外圍的廢氣收集管道、設置在所述真空腔外與所述廢氣收集管道連接抽氣的抽氣裝置、以及監測所述待測樣品溫度的溫度感應裝置。

優選的，所述加熱容器包括一側開口的坩堝；所述待測樣品設置在所述坩堝中。

優選的，所述坩堝的開口側設置有碳纖維封口。

優選的，所述真空腔與所述坩堝開口相對的位置處設置有觀察窗。

優選的，所述燃料芯塊熔點測量裝置還包括設置在所述真空腔外、通過所述觀察窗拍攝所述待測樣品的攝像裝置。

優選的，所述溫度感應裝置包括設置在所述真空腔外、感測所述待測樣品溫度的紅外溫度傳感器。

優選的，所述廢氣收集管道包括在所述坩堝的開口側設置的收集管道；所述收集管道上設置有毛細洞口。