薄壁管高溫爆破試驗(yàn)裝置研制及應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間：2021-07-10 07:35
為獲得燃料組件及燃料相關(guān)組件用包殼管的高溫爆破性能,研制了薄壁金屬管高溫爆破試驗(yàn)裝置,主要由高壓氣源單元、試驗(yàn)氣氛單元、加熱單元、試驗(yàn)臺(tái)架及測(cè)控單元組成。該裝置可實(shí)現(xiàn)的最高試驗(yàn)溫度為1 200℃、最高升溫速率為10℃/s、最大試驗(yàn)壓力為100 MPa;可完成壓水堆運(yùn)行工況下的等溫高溫爆破及模擬事故工況下的瞬態(tài)加熱高溫爆破兩種試驗(yàn)。利用該裝置完成了316L不銹鋼薄壁管的瞬態(tài)加熱高溫爆破試驗(yàn),獲得了600～1 200℃、升溫速率為5℃/s條件下的高溫爆破強(qiáng)度（極限環(huán)向應(yīng)力）和周向延伸率數(shù)據(jù)。試驗(yàn)裝置的驗(yàn)證及不銹鋼薄壁管的高溫爆破試驗(yàn)表明,研制的薄壁金屬管高溫爆破試驗(yàn)裝置滿足試驗(yàn)要求,試驗(yàn)靈活方便、控制精度高。
【文章來(lái)源】：原子能科學(xué)技術(shù). 2020,54(04)北大核心EICSCD
【文章頁(yè)數(shù)】：6 頁(yè)
【部分圖文】：
高溫爆破試驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)示意圖
樣品結(jié)構(gòu)如圖2所示,試驗(yàn)樣品管材料為316L不銹鋼,其化學(xué)成分列于表1,冷加工量為14%。試驗(yàn)樣品管的尺寸為?10 mm×0.53 mm×210 mm,加熱長(zhǎng)度為180 mm,有效長(zhǎng)度為150 mm。填充棒材料為氧化鋁陶瓷,尺寸為?8.5 mm×45 mm。表1 316L不銹鋼管化學(xué)成分Table 1 Chemical composition of 316L stainless steel tube 元素 質(zhì)量分?jǐn)?shù)/% 元素 質(zhì)量分?jǐn)?shù)/% C 0.017 S 0.004 Cr 16.89 Cu 0.006 Ni 15.07 V <0.005 Mo 2.26 Al 0.004 Si 0.52 Nb 0.010 Mn 1.25 Co <0.005 P 0.006 Ti 0.010
在高溫爆破試驗(yàn)裝置上,采用試驗(yàn)樣品管在600～1 200 ℃、升溫速率為5 ℃/s條件下進(jìn)行瞬態(tài)加熱高溫爆破試驗(yàn)。本試驗(yàn)?zāi)M壓水堆LOCA工況溫度條件,室溫(20 ℃)時(shí)先向樣品管內(nèi)充入8～50 MPa的高純He氣,然后以1 ℃/s的恒定升溫速率升溫到350 ℃并保溫～3 min,再以5 ℃/s的恒定升溫速率升溫至樣品管爆破。高溫爆破強(qiáng)度、周向延伸率隨溫度的變化示于圖4。由圖4可見(jiàn),試驗(yàn)樣品管的高溫爆破強(qiáng)度隨溫度的升高線性降低,周向延伸率隨溫度的升高而增加,尤其是約950 ℃以上增幅明顯,但周向延伸率均較低。試驗(yàn)樣品管的爆破溫度最高為1 184 ℃,爆破最高壓力為70 MPa。
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]氫化物取向?qū)r-4包殼管室溫拉伸和爆破性能的影響[J]. 陳波全,彭倩,洪曉峰,劉然超,邱紹宇,解懷英,陳樂(lè). 核動(dòng)力工程. 2019(01)
[2]核用鋯合金包殼管內(nèi)壓爆破試驗(yàn)及性能研究[J]. 溫敦古,譚軍,陳劉濤,鄒紅,徐楊,高長(zhǎng)源. 材料研究與應(yīng)用. 2016(01)
[3]鋯管強(qiáng)度檢測(cè)系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[J]. 李江江,杜彥亭,熱合曼·艾比布力. 液壓與氣動(dòng). 2011(09)
[4]M5合金室溫爆破性能研究[J]. 周靜,王正品,高巍,劉江南,石崇哲. 鑄造技術(shù). 2010(04)
[5]織構(gòu)對(duì)鋯合金拉伸和爆破性能的影響[J]. 彭繼華,李文芳,Jean-Luc Bechade,Rauchy Morry. 材料研究與應(yīng)用. 2007(02)
[6]核用鋯合金管材爆破試驗(yàn)工藝的改進(jìn)[J]. 王德華,袁改煥,李恒羽. 稀有金屬快報(bào). 2006(10)
[7]管材內(nèi)壓閉端爆破測(cè)試系統(tǒng)的研制[J]. 丁學(xué)鋒,杜彥亭,劉建章,李中奎,張建軍,金明哲,朱仁宗. 原子能科學(xué)技術(shù). 2003(S1)
[8]壓水堆燃料棒鋯-4包殼在大破口LOCA條件下的鼓脹爆破實(shí)驗(yàn)[J]. 黃玉才,張述誠(chéng),尚成宇,高永光,陳立霞,阮於珍,張培生,呂路生. 核科學(xué)與工程. 1997(01)
本文編號(hào)：3275486
【文章來(lái)源】：原子能科學(xué)技術(shù). 2020,54(04)北大核心EICSCD
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【部分圖文】：
高溫爆破試驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)示意圖
樣品結(jié)構(gòu)如圖2所示,試驗(yàn)樣品管材料為316L不銹鋼,其化學(xué)成分列于表1,冷加工量為14%。試驗(yàn)樣品管的尺寸為?10 mm×0.53 mm×210 mm,加熱長(zhǎng)度為180 mm,有效長(zhǎng)度為150 mm。填充棒材料為氧化鋁陶瓷,尺寸為?8.5 mm×45 mm。表1 316L不銹鋼管化學(xué)成分Table 1 Chemical composition of 316L stainless steel tube 元素 質(zhì)量分?jǐn)?shù)/% 元素 質(zhì)量分?jǐn)?shù)/% C 0.017 S 0.004 Cr 16.89 Cu 0.006 Ni 15.07 V <0.005 Mo 2.26 Al 0.004 Si 0.52 Nb 0.010 Mn 1.25 Co <0.005 P 0.006 Ti 0.010
在高溫爆破試驗(yàn)裝置上,采用試驗(yàn)樣品管在600～1 200 ℃、升溫速率為5 ℃/s條件下進(jìn)行瞬態(tài)加熱高溫爆破試驗(yàn)。本試驗(yàn)?zāi)M壓水堆LOCA工況溫度條件,室溫(20 ℃)時(shí)先向樣品管內(nèi)充入8～50 MPa的高純He氣,然后以1 ℃/s的恒定升溫速率升溫到350 ℃并保溫～3 min,再以5 ℃/s的恒定升溫速率升溫至樣品管爆破。高溫爆破強(qiáng)度、周向延伸率隨溫度的變化示于圖4。由圖4可見(jiàn),試驗(yàn)樣品管的高溫爆破強(qiáng)度隨溫度的升高線性降低,周向延伸率隨溫度的升高而增加,尤其是約950 ℃以上增幅明顯,但周向延伸率均較低。試驗(yàn)樣品管的爆破溫度最高為1 184 ℃,爆破最高壓力為70 MPa。
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]氫化物取向?qū)r-4包殼管室溫拉伸和爆破性能的影響[J]. 陳波全,彭倩,洪曉峰,劉然超,邱紹宇,解懷英,陳樂(lè). 核動(dòng)力工程. 2019(01)
[2]核用鋯合金包殼管內(nèi)壓爆破試驗(yàn)及性能研究[J]. 溫敦古,譚軍,陳劉濤,鄒紅,徐楊,高長(zhǎng)源. 材料研究與應(yīng)用. 2016(01)
[3]鋯管強(qiáng)度檢測(cè)系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[J]. 李江江,杜彥亭,熱合曼·艾比布力. 液壓與氣動(dòng). 2011(09)
[4]M5合金室溫爆破性能研究[J]. 周靜,王正品,高巍,劉江南,石崇哲. 鑄造技術(shù). 2010(04)
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[8]壓水堆燃料棒鋯-4包殼在大破口LOCA條件下的鼓脹爆破實(shí)驗(yàn)[J]. 黃玉才,張述誠(chéng),尚成宇,高永光,陳立霞,阮於珍,張培生,呂路生. 核科學(xué)與工程. 1997(01)
本文編號(hào)：3275486
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