燃料管試驗(yàn)-RIA模擬試驗(yàn)裝置

【資料簡(jiǎn)介】

 

RIA模擬試驗(yàn)裝置

一、 簡(jiǎn)介：

RIA（Reactivity Initiated Accident，反應(yīng)性引入事故）模擬試驗(yàn)為模擬核反應(yīng)堆RIA事故工況，RIA事故工況為反應(yīng)性引起的事故，一般是由反應(yīng)性快速增加導(dǎo)致，如彈棒、控制棒組件失控抽出等。其具體表現(xiàn)為燃料棒內(nèi)壓與包殼表面溫度均急速升高，最終導(dǎo)致包殼管軟化、膨脹、起泡然后爆裂。

模擬RIA試驗(yàn)裝置就用來(lái)模擬燃料包殼管內(nèi)壓和溫度同時(shí)急劇升高的試驗(yàn)裝置，即試樣管開始處于常溫常壓工況，然后同時(shí)以設(shè)定的速率升高試樣管內(nèi)壓和試樣管表面溫度，直至試樣管發(fā)生破壞，試驗(yàn)結(jié)束。

在條件允許的情況下（如果可以做到溫度在毫秒內(nèi)升高幾十℃時(shí)，考慮同時(shí)升溫升壓才具有實(shí)際意義），可以考慮同步急速升高包殼管內(nèi)壓和包殼管表面溫度，從而更為真實(shí)的模擬核反應(yīng)堆內(nèi)的反應(yīng)性引入事故工況。一般而言，在堆外環(huán)境下很難做到內(nèi)壓與包殼表面溫度同步急速增加，此時(shí)可以考慮試驗(yàn)簡(jiǎn)化為恒溫快速增壓試驗(yàn)和恒壓快速升溫試驗(yàn)。恒溫快速增壓試驗(yàn)為保持包殼管在一定溫度下，向包殼管內(nèi)部迅速打壓至包殼管破裂；恒壓快速升溫試驗(yàn)為在一定壓力下，快速提升包殼溫度至包殼管破裂。

二、 試驗(yàn)內(nèi)容：

（1）高溫快速增壓試驗(yàn)

將包殼管試樣一端封死，另一端連接于壓力源裝置（也可考慮兩端均連接壓力源，但燃料棒包殼管不應(yīng)受到軸向的約束限制）。整個(gè)包殼管處于加熱爐內(nèi)部，爐膛內(nèi)通入保護(hù)性氣體，燃料棒包殼最高工作溫度在500℃。在保護(hù)性氣氛中將包殼管加熱至工作溫度，然后迅速加載壓力，壓強(qiáng)增加速率最大為5.5GPa/s，直至包殼管失效。記錄下包殼管試樣失效時(shí)的最大內(nèi)壓。

（2）高壓快速升溫試驗(yàn)

將包殼管試樣一端封死，另一端連接于壓力源裝置（也可考慮兩端均連接壓力源，但燃料棒包殼管不應(yīng)受到軸向的約束限制），加壓至某一設(shè)定壓力。在包殼管充滿設(shè)定壓力下，可保持包殼管初始內(nèi)壓不變，然后進(jìn)行加熱，加熱過(guò)程中不對(duì)包殼管內(nèi)部壓力進(jìn)行限制；也可在加熱過(guò)程中通過(guò)技術(shù)手段維持內(nèi)壓恒定。通過(guò)電磁感應(yīng)或其他加熱方式迅速加熱包殼管表面，升溫速度最大為200℃/s，直至包殼管失效。記錄下包殼管試樣失效時(shí)的最大表面溫度。

三、 本試驗(yàn)的關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)：

1、 可以高速增加包殼管內(nèi)壓的壓力裝置；

2、 耐高溫工作介質(zhì)；

3、 快速升高包殼管表面溫度的加熱裝置；

4、 包殼管試樣的有效密封。

四、 設(shè)備組成：

真空泵、真空表、相關(guān)閥門、管路等。