[發明專利]一種適用于失水事故快速升溫的溫度測量裝置及測量方法

在審

• 申請號: 202210679252.6
• 申請日: 2022-06-16
• 公開（公告）號: CN114935410A
• 公開（公告）日: 2022-08-23
• 發明（設計）人: 張偉;伍曉勇;吳璐;覃檢濤;何文;李佳文;寧知恩;滕常青;宋小蓉;毛建軍;王楨;方忠強;楊帆;吳擁軍;斯嘉軒
• 申請（專利權）人: 中國核動力研究設計院
• 主分類號: G01K7/04
• 分類號: G01K7/04;G01K1/14;G21C17/00;G21C17/112
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 王鵬程

本發明公開了一種適用于失水事故快速升溫的溫度測量方法，包括采用接觸式測溫裝置對非接觸式測溫裝置進行連續標定，擬合溫度補償曲線，修正非接觸式測溫裝置在不同溫度下的測溫示數；開展模擬失水事故實驗并輸出根據溫度補償曲線修正后的測溫示數；一種適用于失水事故快速升溫的溫度測量裝置，包括實驗底座、實驗爐體、樣品支架、非接觸式測溫儀、接觸式測溫傳感器和控制系統，樣品支架的下端與實驗底座的貼合面固定連接，非接觸式測溫儀設置在實驗爐體的上方，接觸式測溫傳感器設置在樣品支架上，且與試樣貼合；本發明通過接觸式測溫傳感器標定非接觸式測溫儀的測溫示數，然后在進行模擬事故時，可以通過非接觸式測溫儀實現快速精準的測溫。

技術領域

本發明涉及核燃料循環及輻照效應研究技術領域，具體涉及一種適用于失水事故快速升溫的溫度測量裝置及測量方法。

背景技術

失水事故(Loss of Coolant Accident，LOCA)是指反應堆一回路中的管道破裂或失效引起冷卻劑流失的現象，可能引起燃料元件的溫度快速升高(升溫速率最高可達900℃/min，溫度可達1300℃以上)，導致燃料元件失效，影響反應堆的安全運行。因此，研究燃料元件的失效行為、獲得其失水事故安全準則一直是核動力裝置設計過程中的關鍵環節。

在堆外模擬反應堆失水事故條件下燃料試樣的高溫失效行為，需要同時考慮反應堆在正常工況下的恒定溫度保溫(250℃～300℃)過程和發生失水事故時的快速升溫(升溫速率≥300℃/min，并隨著時間的延長，升溫速率越快)過程。

傳統的溫度測量方法一般采用接觸式溫度測量技術或非接觸式溫度測量技術。但受熱交換速率以及熱電偶材質的影響，接觸式溫度測量技術不適應于快速升溫過程及較高溫度的測溫。而非接觸式溫度測量技術容易受被測對象表面發射率和中間介質的影響，且在低溫下(≤500℃)的測溫精度不高。兩者均不能滿足本實驗對測溫范圍廣(250℃～1300℃)、靈敏度高及控溫精度高的要求。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是傳統溫度測量方法存在反應較慢或者測溫精度不高的問題，目的在于提供一種適用于失水事故快速升溫的溫度測量裝置及測量方法，解決了傳統測溫方法的不適應于快速升溫過程及較高溫度的測溫或測溫精度不高的問題。

本發明通過下述技術方案實現：

一種適用于失水事故快速升溫的溫度測量方法，包括以下步驟：

設置與試樣接觸的接觸式測溫裝置，與試樣不接觸的非接觸式測溫裝置；

開展溫度標定實驗，改變試樣溫度，并采用接觸式測溫裝置對非接觸式測溫裝置進行連續標定，擬合溫度補償曲線，修正非接觸式測溫裝置在不同溫度下的測溫示數；

開展模擬失水事故實驗，通過非接觸式測溫裝置測量試樣的溫度，并輸出根據溫度補償曲線修正后的測溫示數。

一種適用于失水事故快速升溫的溫度測量裝置，包括：

實驗底座，其具有水平的貼合面；

實驗爐體，其具有上端和下端，所述實驗爐體的下端與所述實驗底座的貼合面貼合，所述實驗爐體的上端設置有觀察孔，所述實驗爐體的下端設置有樣品放置孔；

樣品支架，其下端與所述實驗底座的貼合面固定連接，所述樣品支架的上端穿過所述樣品放置孔設置在所述實驗爐體內，且用于放置試樣；

非接觸式測溫儀，其設置在所述實驗爐體的上方，且所述非接觸式測溫儀的探測射線穿過所述觀察孔對準所述試樣；

接觸式測溫傳感器，其設置在所述樣品支架上，且與所述試樣貼合；

控制系統，其信號輸入端與所述非接觸式測溫儀的信號輸出端和所述接觸式測溫傳感器的信號輸出端電連接。

可選地，所述實驗爐體包括：