[發明專利]一種用于大型砌塊導熱系數的測試裝置及測試方法

在審

• 申請號: 202010434700.7
• 申請日: 2020-05-21
• 公開（公告）號: CN111413363A
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發明（設計）人: 謝敬禮;曹勝飛;高玉峰;劉月妙;馬利科;李娜娜;張奇
• 申請（專利權）人: 核工業北京地質研究院
• 主分類號: G01N25/18
• 分類號: G01N25/18
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 張琳麗

本發明公開一種用于大型砌塊導熱系數的測試裝置及測試方法，屬于材料性能測試技術領域，裝置包括箱體，箱體內設有用于固定試樣的試樣托盤和用于測量試樣導熱系數的探頭，試樣托盤的上方設置有用于壓緊探頭的絕熱塊；探頭通過探頭調整機構固定，探頭調整機構能夠在不開啟箱體的情況下更改探頭的測量位置。本發明能夠在相對封閉的情況下完成大型砌塊的單點和/或多點導熱實驗，并在不受環境擾動的情況下更換測量位置；滿足不同形狀、厚度的大型砌塊試樣對多點位導熱系數測定的要求，尤其是扇形砌塊，可對砌塊試樣各個位置的導熱系數進行全面的測定，從側面反映出砌塊整體的均勻性，為處置庫和緩沖材料設計提供參數依據，實用性強。

技術領域

本發明屬于材料性能測試技術領域，涉及高放廢物地質處置緩沖/回填材料導熱性能的測試，特別是涉及一種用于大型砌塊導熱系數的測試裝置及測試方法。

背景技術

高放廢物深地質處置庫中的高放廢物(高水平放射性廢物)釋熱將引起廢物體、包裝容器、緩沖材料和圍巖中溫度的升高，導致處置庫內緩沖/回填材料和圍巖產生應力變化及材料礦物成分和性能的改變。作為高放廢物衰變熱向處置庫圍巖傳遞的導體，緩沖/回填材料(膨潤土及其添加劑)的導熱性影響溫度場的形成和熱應力的分布，是廢物罐中產生的衰變熱能否有效傳遞的控制參數，也是處置庫溫度設計的重要依據。導熱系數是高放廢物處置系統設計的最關鍵參數之一，因此獲得緩沖/回填材料的導熱系數是非常重要的。

目前，已經發展了大量的導熱測試方法與系統，但大量試驗測試表明，針對緩沖回填材料砌塊來說，使用基于瞬態面源法的HotDisk熱常數分析儀，來快速、準確的測定膨潤土試樣的導熱系數是適宜的。但是，已有的測試方法都是基于室內小型試驗樣品，其樣品尺寸也不超過幾厘米，遠遠不能滿足大型砌塊(幾十厘米甚至更大)的樣品測試需要。同時，已知的導熱系數測試方法也無法測試大型扇形砌塊各個位置的導熱系數，無法全面掌握大型砌塊各個部位的各向異性參數。因此如何提供一種可用于大型、扇形砌塊導熱實驗的測試裝置和方法，是目前亟待解決的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于大型砌塊導熱系數的測試裝置及測試方法，可以對大型的扇形砌塊開展單點和多點的導熱系數測試，為處置庫和緩沖材料設計提供參數依據，進而解決上述現有技術問題。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

本發明提供一種用于大型砌塊導熱系數的測試裝置，包括箱體，所述箱體內設有用于固定試樣的試樣托盤和用于測量試樣導熱系數的探頭，所述試樣托盤的上方設置有用于壓緊所述探頭的絕熱塊；所述探頭通過探頭調整機構固定，所述探頭調整機構能夠在不開啟箱體的情況下更改所述探頭的測量位置。

可選的，所述探頭調整機構包括滑動安裝于所述箱體內的滑動體A和滑動安裝于所述滑動體A上的滑動體B，且所述滑動體A的滑動方向垂直于所述滑動體B的滑動方向；所述滑動體B的前端安裝用于夾持所述探頭的夾具。

可選的，所述滑動體A的上表面設置有滑軌，所述滑動體B與所述滑軌滑動連接；所述滑動體B的上方設有表面設置齒輪的軸I，所述滑動體B的上表面設置為與所述軸I嚙合的齒輪面；所述軸I的一端連接X向調節手柄，轉動所述軸I能夠驅動所述滑動體B沿所述滑軌移動。

可選的，所述箱體內設有表面設置蝸桿紋路的軸II，所述滑動體A套設于所述軸II外部并與所述軸II螺紋連接；所述軸II的一端連接Y向調節手柄，轉動所述軸II能夠驅動所述滑動體A沿所述軸II移動。

可選的，所述箱體內設置有與所述軸II平行的軸III，所述軸III貫穿所述滑動體A，用于確保所述滑動體A平行移動。