用于骤冷实验的板状燃料元件检测装置.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115308255A(43)申请公布日2022.11.08(21)申请号202210858647.2(22)申请日2022.07.21(71)申请人上海交通大学地址200240上海市闵行区东川路800号(72)发明人刘晓晶许巍欧阳琨何辉熊进标(74)专利代理机构上海交达专利事务所31201专利代理师王毓理王锡麟(51)Int.Cl.G01N25/20(2006.01)G01K7/02(2021.01)G01K1/14(2021.01)权利要求书1页说明书2页附图2页(54)发明名称用于骤冷实验的板状燃料元件检测装置(57)摘要一种用于骤冷实验的板状燃料元件检测装置，包括：水箱、位于水箱上方的立式高温炉以及活动设置于立式高温炉和水箱内的空心连杆，其中：空心连杆上设有检测端，检测端中的热电偶依次与计算机和数据采集系统相连；本发明采用两个螺栓分别对板状试样以及热电偶进行压紧从而分别进行固定的方法，在试样与空心连杆之间设有绝热保护层(例如陶瓷材料等)，通过避免两者的直接接触从而显著减小骤冷过程中连杆温度对薄板状试样的影响。CN115308255ACN115308255A权利要求书1/1页1.一种用于骤冷实验的板状燃料元件检测装置，其特征在于，包括：水箱、位于水箱上方的立式高温炉以及活动设置于立式高温炉和水箱内的空心连杆，其中：空心连杆上设有检测端，检测端中的热电偶依次与计算机和数据采集系统相连；所述的检测端包括：由外而内依次设置于空心连杆中的绝热保护层、板状试样的末端以及热电偶，其中：热电偶贯穿空心连杆且末端位于板状试样内，绝热保护层和板状试样分别通过各自对应的螺栓与空心连杆固定连接。2.根据权利要求1所述的用于骤冷实验的板状燃料元件检测装置，其特征是，所述的绝热保护层采用氧化锆或陶瓷纤维板制成，其中氧化锆的热导率为1.6W/m·K，对应空心连杆采用不锈钢材料制成，其热导率为16.2W/m·K。3.根据权利要求1或2所述的用于骤冷实验的板状燃料元件检测装置，其特征是，所述的绝热保护层的形状结构为两段式，下半段为空心圆柱，其外与空心连杆紧密接触，其内与板状试样上端紧密接触，且设有一螺纹孔用来固定板状试样；上半段为半圆柱状，热电偶通过螺栓压紧在半圆柱的截面上进行固定。2CN115308255A说明书1/2页用于骤冷实验的板状燃料元件检测装置技术领域[0001]本发明涉及的是一种材料测试领域的技术，具体是一种用于骤冷实验的板状燃料元件检测装置。背景技术[0002]高温下板状燃料元件表面特性对沸腾传热行为影响的实验研究，能够了解板状燃料元件在骤冷实验过程中的传热特性，揭示表面特性、固体热物性以及过冷却对板状燃料元件骤冷过程传热特性的影响，对板状燃料元件反应堆的安全分析有着非常重要的意义。但现有骤冷实验试样与空心连杆尺寸之间的配合通过螺纹进行连接，当事先把热电偶固定在薄板状试样当中，这样在连接试样和连杆的过程中需要通过不断选择试样才能将螺纹旋紧，从而导致试样内部固定的热电偶同步旋转，容易使得热电偶发生松动从而导致温度测量不够准确，多次旋转后甚至可能导致热电偶脱离测量点甚至发生断裂。另一方面，将试样与空心连杆直接用螺纹进行连接，由于空心连杆也是金属材质，对应的热导率较高，在骤冷过程中，连杆内部的热量会直接传导至板状试样中，从而造成热电偶的测量温度并不准确，从而不能正确反映试样在骤冷过程中的温度变化。发明内容[0003]本发明针对现有检测装置内部热电偶难以固定，容易发生热电偶断裂、移位或受到热传导干扰信号等缺陷，提出一种用于骤冷实验的板状燃料元件检测装置，采用两个螺栓分别对板状试样以及热电偶进行压紧从而分别进行固定的方法，在试样与空心连杆之间设有绝热保护层(例如低热导率陶瓷材料、陶瓷纤维板等)，通过避免两者的直接接触从而显著减小骤冷过程中连杆温度对薄板状试样的影响。[0004]本发明是通过以下技术方案实现的：[0005]本发明涉及一种用于骤冷实验的板状燃料元件检测装置，包括：水箱、位于水箱上方的立式高温炉以及活动设置于立式高温炉和水箱内的空心连杆，其中：空心连杆上设有检测端，检测端中的热电偶依次与数据采集系统和计算机相连。[0006]所述的检测端包括：由外而内依次设置于空心连杆中的绝热保护层、板状试样的末端以及热电偶，其中：热电偶贯穿空心连杆且末端位于板状试样内，绝热保护层和板状试样分别通过各自对应的螺栓与空心连杆固定连接。技术效果[0007]本发明采用两个螺栓分别对板状试样以及热电偶进行压紧从而分别进行固定，在试样与空心连杆之间设有绝热保护层(例如低热导率陶瓷、陶瓷纤维板等)，通过避免两者的直接接触从而显著减小骤冷过程中连杆储热对薄板状试样的影响。本发明能够有效解决现有技术中试样内部