一種犧牲混凝土熔蝕速率測量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及核物理領(lǐng)域，特別涉及一種犧牲混凝±烙蝕速率測量方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 根據(jù)我國發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的需要和實(shí)施可持續(xù)發(fā)展的要求，降低火電在能源結(jié)構(gòu) 中所占比例，大力發(fā)展核電，是我國電力未來的發(fā)展方向。犧牲混凝±是歐洲壓水反應(yīng)堆 (EPR)的重要組成部分，該種反應(yīng)堆是世界第H代核電技術(shù)的代表，該技術(shù)的一個(gè)重大革新 之處在于通過犧牲混凝±的作用，使核電站在嚴(yán)重核事故中對(duì)公共與環(huán)境安全性更高。當(dāng) 嚴(yán)重核事故發(fā)生時(shí)，犧牲混凝±和堆芯烙融物相互作用，氧化堆芯烙融物的高放射性成分， 降低堆芯烙融物的溫度及減少安全殼內(nèi)部壓力的增加，防止反應(yīng)堆堆芯烙融物穿透底板而 造成嚴(yán)重的核污染。
[0003] 犧牲混凝±和堆芯烙融物相互作用過程中，將發(fā)生高溫烙蝕行為。犧牲混凝±在 軸向、徑向的烙蝕速率，關(guān)乎到核電站的安全。犧牲混凝±烙蝕速率是構(gòu)建嚴(yán)重核電事故情 況下犧牲混凝±和堆芯烙融物相互作用模型的重要輸入?yún)?shù)，對(duì)于設(shè)計(jì)合理的犧牲混凝± 層厚度保證反應(yīng)堆底板不被融穿，具有指導(dǎo)意義；對(duì)于預(yù)防核災(zāi)難的發(fā)生，具有明顯工程應(yīng) 用性。為了構(gòu)建嚴(yán)重核電事故情況下犧牲混凝±和堆芯烙融物相互作用模型、預(yù)防核災(zāi)難 發(fā)生和合理設(shè)計(jì)犧牲混凝±層厚度，就有必要研究犧牲混凝±烙蝕速率。然而，目前國外文 獻(xiàn)中披露的犧牲混凝±烙蝕速率測量方法所需設(shè)備復(fù)雜，成本高，測量數(shù)據(jù)少，精度低，而 國內(nèi)還沒有文獻(xiàn)披露涉及犧牲混凝±烙蝕速率的測量方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 發(fā)明目的；為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種設(shè)備簡 單、成本低、測量數(shù)據(jù)多、精度高的犧牲混凝±烙蝕速率的測量方法。
[0005] 技術(shù)方案；本發(fā)明提供的一種犧牲混凝±烙蝕速率測量方法，包括W下步驟： (1) 犧牲混凝±試件的制作，所述犧牲混凝±試件包括底座（21)和圓環(huán)柱（22);在試件 底座（21)的中軸線上自上而下插入4個(gè)K型熱電偶，依次編號(hào)為熱電偶1至熱電偶4 ;在試 件圓環(huán)柱（22)的中部水平截面上，左側(cè)壁和右側(cè)壁內(nèi)分別插入4個(gè)K型熱電偶，相對(duì)設(shè)置， 其中，左側(cè)壁內(nèi)的熱電偶從內(nèi)圓向外圓依次編號(hào)為熱電偶5至熱電偶8,右側(cè)壁內(nèi)的熱電偶 從內(nèi)圓向外圓依次編號(hào)為熱電偶9至熱電偶12 ;對(duì)犧牲混凝±試件標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)； (2) 將各熱電偶與多通道溫度測量儀連接； (3) 將烙融不鎊鋼注入到犧牲混凝±試件中，同時(shí)打開多通道溫度測量儀；用 砂表記錄各個(gè)編號(hào)的熱電偶在多通道溫度測量儀上無讀數(shù)顯示的時(shí)刻，熱電偶 在多通道溫度測量儀上無讀數(shù)顯示表明犧牲混凝±已經(jīng)烙蝕到該熱電偶所在位 置；記錄各個(gè)編號(hào)的熱電偶在多通道溫度測量儀上無讀數(shù)顯示的時(shí)亥I]，依次為： tl、^2、't'3、言4、^5、言'6、t'7、言'8、言S、言 10、tll、言'1 三； (4)根據(jù)各熱電偶在犧牲混凝±中的位置及各熱電偶在多通道溫度測量儀上無讀數(shù)顯 示的時(shí)刻，計(jì)算得到： 犧牲混凝±在軸向的平均烙蝕速率為^^7^^7^^^皿/8; 徑向平均烙蝕速率為式-貴-貴兮t +芳-式卞式臟/So
[000引步驟（1)中，所述犧牲混凝±試件的高度H為600?800 mm、內(nèi)徑d為300?500 mm、夕['徑 D 為 600 ?800 mm、底厚 150 ?250 mm。
[0007] 步驟（1)中，相鄰熱電偶之間間隔距離為10?30 mm,優(yōu)選20 mm ;最頂部的熱電 偶1距底座（21)的上底面距離為30?50 mm,優(yōu)選40 mm,熱電偶5和熱電偶9距圓環(huán)柱 (22)的內(nèi)表面距離為30?50 mm,優(yōu)選40 mm。
[0008] 步驟（1)中，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件為溫度20±2。濕度95% W上，養(yǎng)護(hù)時(shí)間為28天。
[0009] 有益效果；本發(fā)明提供的犧牲混凝±烙蝕速率的測量方法，測量儀器常規(guī)，操作簡 單方便，成本低廉，能夠同時(shí)測量犧牲混凝±軸向、徑向的烙蝕速率，測量數(shù)據(jù)多，測量精度 高。該發(fā)明為構(gòu)建嚴(yán)重核電事故情況下犧牲混凝±和堆芯烙融物相互作用模型提供輸入?yún)?數(shù)，為設(shè)計(jì)合理的犧牲混凝±層厚度提供理論基礎(chǔ)，具有廣泛的工程應(yīng)用前景和科研價(jià)值。
[0010] 具體而言，本發(fā)明使用的儀器設(shè)備簡單，主要儀器設(shè)備為K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(shè)備；K型熱電偶可W測量0?130(TC的介質(zhì)的溫 度，是目前用量最大的廉價(jià)熱電偶，具有線性度化熱電動(dòng)勢較大，靈敏度高，穩(wěn)定性和均勻 性較好，抗氧化性能強(qiáng)，價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)；多通道溫度測量儀可W同時(shí)實(shí)時(shí)記錄多個(gè)測點(diǎn)溫 度，具有直觀清晰，測溫精度高，穩(wěn)定性好，功耗低，響應(yīng)速度快，靈敏度高，抗干擾性強(qiáng)等優(yōu) 點(diǎn)；數(shù)據(jù)采集與處理方法簡單，可W用多通道溫度測量儀實(shí)時(shí)測量各個(gè)熱電偶溫度值，跟砂 表配合使用記錄各個(gè)編號(hào)的熱電偶在多通道溫度測量儀上無讀數(shù)顯示的時(shí)刻，然后將各個(gè) 時(shí)刻數(shù)值代入公式即可。
【附圖說明】
[0011] 圖1為本發(fā)明中犧牲混凝±試件主視圖W及熱電偶在試件中的位置示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012] 犧牲混凝±烙蝕速率測量方法，包括W下步驟： (1)犧牲混凝±試件的制作；根據(jù)犧牲混凝±的配合比設(shè)計(jì)制作犧牲混凝±試件，所述 犧牲混凝±試件包括底座21和圓環(huán)柱22該實(shí)施例所用犧牲混凝±的配合比如表1所示： 表1犧牲混凝±配合比（kg/m3 )
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種犧牲混凝土熔蝕速率測量方法，其特征在于：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（21)和圓環(huán)柱（22 );在試件 底座（21)的中軸線上自上而下插入4個(gè)K型熱電偶，依次編號(hào)為熱電偶1至熱電偶4 ;在試 件圓環(huán)柱（22)的中部水平截面上，左側(cè)壁和右側(cè)壁內(nèi)分別插入4個(gè)K型熱電偶，相對(duì)設(shè)置， 其中，左側(cè)壁內(nèi)的熱電偶從內(nèi)圓向外圓依次編號(hào)為熱電偶5至熱電偶8,右側(cè)壁內(nèi)的熱電偶 從內(nèi)圓向外圓依次編號(hào)為熱電偶9至熱電偶12 ;對(duì)犧牲混凝土試件標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)； (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(shí)打開多通道溫度測量儀；用 秒表記錄各個(gè)編號(hào)的熱電偶在多通道溫度測量儀上無讀數(shù)顯示的時(shí)刻，熱電偶在 多通道溫度測量儀上無讀數(shù)顯示表明犧牲混凝土已經(jīng)被熔蝕到該熱電偶所在位 置；記錄各個(gè)編號(hào)的熱電偶在多通道溫度測量儀上無讀數(shù)顯示的時(shí)刻，依次為：
(4) 根據(jù)各熱電偶在犧牲混凝土中的位置及各熱電偶在多通道溫度測量儀上無讀數(shù)顯 示的時(shí)刻，計(jì)算得到： 犧牲混凝土在軸向的平均熔蝕速率為
； 徑向平均熔蝕速率為
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種犧牲混凝土熔蝕速率測量方法，其特征在于：步驟（1) 中，所述犧牲混凝土試件的高度H為600?800mm、內(nèi)徑d為300?500mm、外徑D為600? 800mm、底厚 150 ?50mm。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種犧牲混凝土熔蝕速率測量方法，其特征在于：步驟（1) 中，相鄰熱電偶之間間隔距離為10?30mm，優(yōu)選20mm;最頂部的熱電偶1距底座（1)的 上底面距離為30?50mm,優(yōu)選40mm,熱電偶5和熱電偶9距圓環(huán)柱（22)的內(nèi)表面距離 為30?50mm，優(yōu)選40mm。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種犧牲混凝土熔蝕速率測量方法，其特征在于：步驟（1) 中，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件為溫度20±2°C，濕度95%以上，養(yǎng)護(hù)時(shí)間為28天。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種犧牲混凝土熔蝕速率測量方法，包括以下步驟：犧牲混凝土試件的制作；將各熱電偶與多通道溫度測量儀連接；將熔融不銹鋼注入到犧牲混凝土試件中，同時(shí)打開多通道溫度測量儀；用秒表記錄各個(gè)編號(hào)的熱電偶在多通道溫度測量儀上無讀數(shù)顯示的時(shí)刻，熱電偶在多通道溫度測量儀上無讀數(shù)顯示表明犧牲混凝土已經(jīng)被熔蝕到該熱電偶所在位置；記錄各個(gè)編號(hào)的熱電偶在多通道溫度測量儀上無讀數(shù)顯示的時(shí)刻；根據(jù)各熱電偶在犧牲混凝土中的位置及各熱電偶在多通道溫度測量儀上無讀數(shù)顯示的時(shí)刻，計(jì)算得到犧牲混凝土的熔蝕速率。該方法測量儀器常規(guī)，操作簡單方便，成低廉，能夠同時(shí)測量犧牲混凝土軸向、徑向的熔蝕速率，測量數(shù)據(jù)多，測量精度高。
【IPC分類】G01N1-28, G01N17-00
【公開號(hào)】CN104568724
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510066922
【發(fā)明人】褚洪巖, 孫偉, 蔣金洋, 于英俊
【申請(qǐng)人】東南大學(xué)
【公開日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2015年2月10日